Die zentrale Rolle von Virus-infizierten Hepatozyten in der Modulation der antiviralen Immunantwort in der Leber

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Dirk Wohlleber
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452431680

Die Mechanismen der Aktivierung und Effektorfunktion von CD8 T Zellen sind sehr gut charakterisiert. Während das Wissen, wie CD8 Effektor T Zellen in infizierte Organe migrieren und Zielzellen erkennen, ständig zunimmt, ist über die Rolle der infizierten Zielzellen während antiviraler Immunantworten wenig bekannt. Wir postulieren, dass eine Virusinfektion der Leber Hepatozyten gegenüber Zelltod-Induktion sensitiviert, sodass sie nicht nur passive Ziele darstellen, sondern aktiv entscheiden, ob Zelltod induziert wird oder nicht. Diese Sensitivierung von infizierten Hepatozyten führt zu einer effizienteren Immunantwort und wirkt Immunpathologien entgegen. Um dies zu beweisen, werden wir Systeme etablieren, in denen Virus-infizierte primäre murine oder humane Hepatozyten mit einzelnen T Zell Effektormolekülen (z.B. TNF, Fas, Perforin/Granzym B) behandelt werden. Wir erwarten, dass Virus-infizierte Hepatozyten schneller und bei niedrigeren Dosen der Todesrezeptor-Liganden Apoptose einleiten. Anschließend werden Hepatozyten mit antigen-spezifischen CD8 T Zellen ko-kultiviert werden. Durch Entkopplung der Antigenpräsentation mittels Peptid-Beladung und der Sensitivierung mittels viraler Infektion wird sich zeigen, dass die Sensitivierung eine effiziente CD8 T Zell-Antwort selbst bei niedrigen Antigen-Konzentrationen zulässt, welche ohne eine Sensitivierung nicht möglich wäre. Durch Bestimmung der minimal nötigen Anzahl an CD8 T Zellen zur Eliminierung einer bestimmten Anzahl an Zielzellen und der benötigten Zeit, lässt sich die Steigerung der Eliminierungseffizienz berechnen. Um die Effekte in vivo aufzuzeigen, werden Virus-infizierte Mäuse mit Todesrezeptor-Liganden behandelt und die Leberschädigung sowie die antiviralen Effekte gemessen. Für die Demonstration der biologischen Relevanz soll ein ausgeklügeltes in vivo System etabliert werden, bei welchem die Antigenpräsentation von der Sensitivierung durch Ko-Infektion von zwei verschiedenen viralen Vektoren entkoppelt wird. Durch Titration der Antigen-spezifischen CD8 Effektor T Zellen und Messung der Eliminierung von Antigen-präsentierenden Hepatozyten in Echtzeit mittels in vivo Biolumineszenz Messung, wird der Effekt durch die Sensitivierung quantifiziert. Diese Experimente sollen zeigen, dass die Sensitivierung die Anzahl an minimal nötigen CD8 T-Zellen für eine effiziente antivirale Immunantwort reduziert. Mit den hier verwendeten Systemen kann ein bisher unbeachteter Mechanismus aufgezeigt werden, in dem infizierte Hepatozyten eine aktive Rolle spielen. Zusammenfassend, werden die hier beschriebenen Experimente zeigen, dass Hepatozyten nicht nur passive Zielzellen darstellen, sondern vielmehr aktiv darüber entscheiden, ob eine CD8 T Zell-Effektorfunktion induziert wird oder nicht. Dies wird das vorhandene Wissen über antivirale Immunantworten erweitern und die Sicht von einer T Zell-orientierten auf eine verstärkt Zielzell-orientierte Rolle bei der Eliminierung von viralen Infektionen lenken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen