Bedeutung muskarinerger Acetylcholinrezeptoren vom Typ 3 bei der Pathogenese chronisch-entzündlicher Gallengangserkrankungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die primäre biliäre Cholangitis (PBC) und die primär sklerosierende Cholangitis (PSC) sind seltene, chronische Entzündungen der Gallenwege, in deren Pathogenese genetische, Umwelt- und Autoimmunfaktoren involviert sind. Bei beiden Erkrankungen handelt es sich um schwerwiegende Autoimmunerkrankungen, welche Entzündungen der Gallengänge verursachen und letztlich eine Leberzirrhose zur Folge haben können. Eine Rolle in der Pathogenese könnten Autoantikörper gegen den muskarinischen Acetylcholinrezeptor Typ 3 (mAChR3) spielen. In Cholangiozyten reguliert mAChR3 die Bikarbonatsekretion in die Gallengänge, was die Gallengangszellen vor Gallensäurentoxizität schützt. Eine Blockade dieses Mechanismus durch Autoantikörper könnte durch Reduktion des schützenden alkalischen Milieus zu chronischen Entzündungen beitragen. Ziel des Projekts war es, die Rolle von mAChR3 in der Pathogenese dieser Erkrankungen zu erforschen. Es konnten bei beiden Erkrankungen funktionelle mAChR3-Autoantikörpern im Serum nachgewiesen werden. PBC-Patienten mit mAChR3-inhibierenden (mAChR3inh+) Autoantikörpern zeigten signifikant höhere Werte für alkalische Phosphatase und Bilirubin, klinsche Marker für die Risikostratifizierung verbunden mit schwerer Erkrankung. Bei PSC-Patienten wurden Unterschiede in der Prävalanz von mAChR3-Autoantikörpern im Bezug auf den Ort der Gallengangsschädigung festgestellt werden. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Isolierung von mAChR3-bindenden Gedächtnis-B-Zellen aus dem peripheren Blut von PBC- und PSC-Patienten. Mithilfe von fluoreszenzmarkierten mAChR3-Peptiden konnten diese spezifischen B-Zellen nachgewiesen und als Einzelzellen isoliert werden. Patienten mit PBC zeigten eine signifikant höhere Anzahl an mAChR3-bindenden Gedächtnis-B-Zellen im Vergleich zu PSC-Patienten. Dies deutet auf Unterschiede in den Immunantworten der beiden Erkrankungen hin, die weiter erforscht werden sollten. Die Isolierung von Gedächtnis-B-Zellen als Einzelzellen ermöglichte es, das Antikörperrepertoire auf molekularer Ebene durch Einzelzellsequenzierung zu charakterisieren. Dabei wurde die V(D)J-Rekombination der Antikörpergene analysiert, um Rückschlüsse auf die somatische Hypermutation und Affinitätsreifung der Antikörper zu ziehen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Großteil der mAChR3-bindenden Antikörper keimbahnähnliche Eigenschaften aufweist, was auf einen frühen Reifungszustand hindeutet. Einige Antikörper zeigten jedoch auch starke Mutationen, die auf eine lang anhaltende Antigenexposition hindeuten. Um die funktionellen Auswirkungen der Autoantikörper zu bewerten, wurden die mAChR3- bindenden Antikörper rekombinant in vitro monoklonal exprimiert. Insgesamt wurden 34 funktionelle monoklonale Antikörper produziert, von denen einer hemmende und vier aktivierende Effekte auf die mAChR3-Funktion aufwiesen. Die Funktionalität von mAChR3-Antikörpern und deren Einfluss auf Immunzellen wurde ebenfalls untersucht. Hier zeigte sich insgesamt eine reduzierte Produktion proinflamatorischer Zytokine durch mAChR3. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Autoantikörper in der Signalmodulation des muskarinischen Rezeptors und könnten Aufschluss über mögliche therapeutische Zielstrukturen geben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Evaluation of muscarinic acetylcholine receptor type 3 gene polymorphisms in patients with primary biliary cholangitis and primary sclerosing cholangitis. Hepatology Research, 50(3), 321-329.
Greverath, Lena Maria; Leicht, Elise; Wald de Chamorro, Nina; Wilde, Anne‐Christin Beatrice; Steinhagen, Lara Marleen; Lieb, Charlotte; Schmelzle, Moritz; Chopra, Sascha; Shibolet, Oren; Fischer, Janett; Berg, Thomas; Tacke, Frank & Müller, Tobias
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Antibodies to the Muscarinic Acetylcholine Receptor M3 in Primary Biliary Cholangitis Inhibit Receptor Function on Cholangiocytes. Frontiers in Immunology, 11.
Mayer, Christian; Preuss, Beate; Grottenthaler, Julia; Berg, Christoph & Klein, Reinhild
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Real-World Clinical Management of Patients with Primary Biliary Cholangitis—A Retrospective Multicenter Study from Germany. Journal of Clinical Medicine, 10(5), 1061.
Wilde, Anne-Christin Beatrice; Lieb, Charlotte; Leicht, Elise; Greverath, Lena Maria; Steinhagen, Lara Marleen; Wald de Chamorro, Nina; Petersen, Jörg; Hofmann, Wolf Peter; Hinrichsen, Holger; Heyne, Renate; Berg, Thomas; Naumann, Uwe; Schwenzer, Jeannette; Vermehren, Johannes; Geier, Andreas; Tacke, Frank & Müller, Tobias
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Evaluation of Inhibitory Antibodies against the Muscarinic Acetylcholine Receptor Type 3 in Patients with Primary Biliary Cholangitis and Primary Sclerosing Cholangitis. Journal of Clinical Medicine, 11(3), 681.
Wilde, Anne-Christin Beatrice; Greverath, Lena Maria; Steinhagen, Lara Marleen; de Chamorro, Nina Wald; Leicht, Elise; Fischer, Janett; Herta, Toni; Berg, Thomas; Preuss, Beate; Klein, Reinhild; Tacke, Frank & Müller, Tobias
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AASLD Foundation Abstract Award category “Early carreer investigator award in basic science” “Characterization of the antibody repertoire against mAChR3 in patients with PBC and PSC”
Anne Olbrich, Asis Mousa, Madlen Oelsner, Danilo Deichsel, Toni Herta, Madlen Matz-Soja, Ulrike Preuß, Reinhild Klein, Tobias Müller, Barbara Malik, Julia Benckert & Thomas Berg
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Sub-optimal therapy of patients with primary biliary cholangitis (PBC) in the real-life stetting of the German PBC cohort. Zeitschrift für Gastroenterologie, 62(11), 1931-1942.
Wiegand, Johannes; Franke, Annegret; Müller, Tobias; Stein, Kerstin; Bantel, Heike; Günther, Rainer; Denk, Gerald; Reuken, Philipp A.; Schattenberg, Jörn M.; Naumann, Uwe; Böttler, Tobias; Weber, Andreas; Zeuzem, Stefan; Hinz, Matthias; Greinert, Robin; Berg, Christoph; Wissniowski, Thaddäus Till; Simon, Karl-Georg; Trebicka, Jonel ... & Berg, Thomas
