Entschlüsselung von Gedächtnis-artigen NK-Zellantworten mit Hilfe von Polylox-Barcoding

• Antragsteller: Dr. Simon Grassmann
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437340553

Adaptiv-artige Immunantworten von NK-Zellen, welche Eigenschaften adaptiver Immunzellen wie CD8+ T-Zellen zeigen, sind in Mäusen und in Menschen beschrieben. Diese Immunantworten sind charakterisiert durch Pathogen- oder Antigen-Spezifizität und die Persistenz langlebiger Zellen nach der Immunantwort. Bislang existiert jedoch nur indirekte Evidenz dafür, dass sowohl primäre Expansion als auch die danach zurückbleibende, langlebige Zellpopulation von denselben NK-Zellklonen ausgeht. Dieser klonale Ursprung ist eine notwendige Bedingung für „echtes“ immunologisches Gedächtnis, weshalb langlebige NK-Zell-Immunantworten bislang nur „Gedächtnis-artig“ genannt werden. Der Bewerber hat eine neue Methodik entwickelt, welche zum ersten Mal erlaubte, NK-Zellen auf klonaler Ebene zu untersuchen. In einer erfolgreichen Kollaboration mit Nick Adams von dem Gastgeber-Labor von Joseph Sun hat der Bewerber diese Methodik verwendet und herausgefunden, dass NK-Zellen eine weitere Art adaptiv-artiger Eigenschaften zeigen. NK-Zellen waren befähigt zu Aviditäts-abhängiger, klonaler Expansion, welche abhängig war von unterschiedlichen Expressionsniveaus ihres Antigenrezeptors Ly49H (Grassmann et al. Immunity 2019; Adams et al. Immunity 2019). In diesem Vorhaben wird der Bewerber in der Arbeitsgruppe von Joseph Sun die Fähigkeit von NK-Zellen „echtes“ immunologisches Gedächtnis auszubilden, auf klonaler Ebene untersuchen. Um dies zu ermöglichen, wurde eine neue Methode zur Verfolgung von NK-Einzelzellschicksalen im Gastgeberlabor von Nick Adams teilweise etabliert. In einem ersten Teil wird diese Methode verwendet, um die Fragestellung, ob NK-Zellen „echtes“ immunologisches Gedächtnis ausbilden, zu untersuchen. Mögliche Ergebnisse sind hierbei i) NK-Zellgedächtnis ist „echt“ im klassischen Sinne, ii) NK-Zellgedächtnis ist „echt“, aber nur bestimmte NK-Zellen sind dazu befähigt oder iii) NK-Zellgedächtnis ist kein „echtes“ immunologisches Gedächtnis. Abhängig von dem Resultat in diesem ersten Teil werden anschließend weitere Experimente durchgeführt um dieses zu bestätigen und die zugrundeliegenden Mechanismen zu erforschen. Die exzellente Methodologie und Erfahrung im Gastgeberlabor in Bezug auf adaptiv-artige NK-Zellen werden dem Bewerber ein erfolgreiches Forschungsprojekt ermöglichen. Nach dessen Rückkehr werden die innovativen Methoden, welche in diesem Projekt erlernt werden, eine wesentliche Basis für den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe darstellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Joseph C. Sun, Ph.D.