Entschlüsselung der Rolle von RIPK1 in der humanen Immunität und intestinalen Inflammation - Molekulare Einblicke durch Patienten mit monogenetischer RIPK1-Defizienz

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Kotlarz
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447562338

Patienten mit seltenen frühkindlichen chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED; Erkrankungsbeginn < 6 Jahren) zeigen häufig einen schweren, therapierefraktären und teilweise lebensbedrohlichen Krankheitsverlauf. In paradigmatischen Studien konnte unser Forschungslabor erstmals zeigen, dass monogenetische Mutationen in Interleukin-10-Rezeptorgenen eine CED verursachen können.Um neue molekulare Signaturen der frühkindlichen CED aufzuklären, habe ich die international größte Kohorte mit mehr als 750 Patienten unter Anwendung von Hochdurchsatzsequenzierungen genetisch analysiert. Unser genom-weites Screeningverfahren hat loss-of-function-Mutationen im RIPK1-Gen als neue Krankheitsentität der CED identifiziert. RIPK1 ist ein Schlüsselprotein in der Regulierung von Zelltodprozessen und wird gegenwärtig in klinischen Studien als sehr attraktive therapeutische Zielstruktur für inflammatorische oder immunologische Erkrankungen evaluiert. Die Charakterisierung von RIPK1-defizienten Patienten hat die essentielle Funktion von RIPK1 in der Regulierung der humanen Immunität und intestinalen Homöostase verdeutlicht. Die zugrundeliegenden Krankheitsmechanismen sind jedoch weitgehend unverstanden und bisherige Studien konnten keinen entscheidenden Beitrag zur Optimierung der klinischen Behandlung unserer Patienten liefern.Im Rahmen des beantragten Projekts sollen immunologische Dysfunktionen und intestinale Barrieredefekte der humanen RIPK1-Defizienz unter Anwendung eines hochmodernen Forschungsansatzes der reversen Genetik untersucht werden. Um die zugrundeliegenden multifaktoriellen Pathomechanismen der humanen RIPK1-Defizienz aufzuklären, sollen CRISPR/Cas9-modifizierte induzierte pluripotente Stammzellen mit patienten-spezifischen Mutationen zur Generierung von Makrophagen, 3D Mini-Därmen und humanisierten Mäusen verwendet werden. Diese innovativen humanen Krankheitsmodelle ermöglichen die Erforschung von RIPK1-abhängigen Mechanismen (i) der Differenzierung, Polarisierung, Inflammasomaktivierung, Zelltodprozesse und Wirt-Pathogen-Interaktionen in Makrophagen und intestinalen Epithelzellen sowie (ii) inflammatorischer Phänotypen in humanisierten Mausmodellen.Zusammenfassend wird das beantragte Forschungsprojekt wichtige grundlegende Einblicke in die RIPK1-abhängige Regulierung der Immunhomöostase und intestinalen Inflammation liefern. Unsere Studien sollen als Katalysator zur Entwicklung innovativer Diagnoseverfahren und personalisierter Therapiestrategien für Kinder mit CED dienen, haben aber auch das Potential neue Biomarker und Therapieprinzipien für häufige inflammatorische oder immunologische Erkrankungen zu entschlüsseln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen