Die Rolle von pro- und anti-inflammatorischen NF-κB und MAPK Signalwegen in innaten dendritischen Zellen (DZ) während der Asthma Entwicklung im Kindesalter und deren Modulation durch umweltvermittelte Exposition (Bauernhof)

• Antragstellerin: Professorin Dr. Bianca Schaub
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457276248

Ziel dieses Antrags ist es, die Rolle von pro- und anti-inflammatorischen Signalwegen zu identifizieren, dem NF-κB und dem MAPK Signalweg. Diese sollen während der Reifung des Immunsystems beim Gesunden und bei der Entstehung des Asthma bronchiale im Kindesalter untersucht werden, ebenso wie der Schutz vor Asthma durch Stimulation von Blutzellen mit Staubextrakten aus der Umwelt (Bauernhof). Durch die Verfügbarkeit von Blutproben zu verschiedenen Zeitpunkten aus zwei Geburts- und einer Querschnittskohorte von Kindern, die entweder ein Risiko für Asthma haben oder vor Asthma geschützt sind, bietet sich eine einzigartige Möglichkeit, zugrundeliegende Immunmechanismen bei der Asthmaentstehung zu untersuchen. Zwei zentrale Mechanismen der Entzündung sind hierbei entscheidend. Diese pro- und anti-entzündlichen Signalwege sollen im Detail untersucht werden und insbesondere, wie diese moduliert werden können, um die Entwicklung eines Asthma im Kindesalter zu verhindern. Daher untersuchen wir die Rolle dieser 2 Signalwege in spezifischen Zelluntergruppen, den dendritischen Zellen (DZ) im Blut, zu verschiedenen Stadien in der Reifung des Immunsystems bei gesunden Kindern. Diese Signalwege analysieren wir auch bei Asthmatikern, einmal vor Beginn der ersten Asthmasymptome, während der frühen akuten Phase mit Symptomen und während eines chronischen Stadiums. Indem wir modernste und neue Techniken wie Algorithmen von maschinellem Lernen anwenden, sollen Netzwerke von Entzündung und Immunmaturation, deren Korrelation und Verknüpfung untersucht werden. Mit diesen neuen Analysemöglichkeiten soll ein Zeitfenster einer “gesunden Entzündungs- und Reifungsphase” identifiziert werden. In einem Modellexperiment möchten wir Entzündung in einer Kokultur von DZ und T-Zellen in einer Gruppe von Kindern mit Asthma versus gesunden Kindern modellieren. Um Strategien zur Asthma Prävention zu entwickeln, haben wir zum Ziel ein neues Konzept der umwelt-vermittelten Asthma Protektion zu untersuchen: die sog. “trained immunity”, die “ausgebildete Immunität”. Hierfür analysieren wir dessen 3 Säulen, die spezifische anti-inflammatorische Mechanismen von angeborener Immunität beinhalten, zell-spezifische Untersuchung von Transkriptionsfaktoren und Signalwegen und die epigenetische Modifikation über die Umwelt. In einem “in vivo” Modell ermitteln wir einen Schwellenwert, über dem Entzündung entstehen kann und haben zum Ziel “gesunde” trainierte Immunität zu definieren. Dieses Projekt ermöglicht es sowohl pro- als auch anti-entzündliche Mechanismen der Asthma Entstehung im Kindesalter zu untersuchen. Zudem bietet es die hervorragende Ausgangslage, Mechanismen zu identifizieren, wie ein umwelt-vermittelter Schutz vor Asthma diese Entzündung über Stimulation mit Staubextrakten verändern kann. Dies ist wichtig für zukünftige translationale Studien, die Präventionsstrategien für das Asthma bronchiale und möglicherweise auch für Allergien allgemein ermöglichen sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen