Calcium-aktivierte Chloridkanalregulator (CLCA)-Proteine beim Pferdeasthma - Relevanz als Immunmodulatoren und potenzielle Biomarker im Mukus?

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Lars Mundhenk
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508761433

Das equine Asthma zählt zu den bedeutendsten Lungenerkrankungen des Pferdes mit vielen Herausforderungen an seine Behandlung und Diagnostik. Zusätzlich zu nur lückenhaften Erkenntnissen zur Entstehung und nachhaltigen Therapiemöglichkeiten dieser leidvollen Krankheit fehlen immer noch geeignete Biomarker für eine zielführende Diagnostik. Das hier beantragte Projekt soll im Rahmen eines vernetzten, interdisziplinären Ansatzes mit Regionen-übergreifender Strategie Forschungsressourcen verknüpfen, um Impulse für eine verbesserte Behandlung dieser Erkrankung zu geben. Unsere Vorabreiten und die Beiträge anderer Gruppen lassen darauf schließen, dass Mitglieder der engl. chloride channel regulator, calcium-activated (CLCA) Proteinfamilie über eine Stimulation von Alveolarmakrophagen bei der Transmigration neutrophiler Granulozyten in die Atemwege bei Menschen mit Asthma und im Mausmodell eine zentrale Rolle spielen könnten. Weiterhin wurden einige Vertreter verstärkt in den Atemwegen bei Erkrankungen mit Mukusüberproduktion nachgewiesen. Bis auf einen Vertreter, CLCA1, der von Muzin-produzierenden Zellen der Atemwege sezerniert wird, ist die CLCA-Familie beim Pferd unbekannt. Eine direkte Übertragung der Erkenntnisse aus anderen Spezies verbietet sich, da für diese Familie große Speziesunterschiede bekannt sind. Die Ziele des Projektes umfassen (1) die Charakterisierung der CLCA-Proteine beim Pferd und ihr Vorkommen in den Atemwegen, (2) die Entschlüsselung ihrer Rolle als Signalmoleküle für den neutrophilen Influx, (3) die Identifizierung von CLCA1-Interaktionspartnern und Regulations-netzwerken im Mukus, die beim Influx von Immunzellen eine Rolle spielen, und (4) ihr Potential als Biomarker im Mukus zu ergründen. Zuerst werden die CLCA-Mitglieder identifiziert, die in den Atemwegen von gesunden und asthmatischen Pferden exprimiert werden. Equine Alveolarmakrophagen werden mit rekombinanten CLCA-Proteinen bzw. deren funktionellen Domänen stimuliert, um deren Antwort mit Hilfe von globalen RNA- und Proteintechnologien zu ermitteln und Proteinstruktur-Wirkungsbeziehungen aufzudecken. Weiterhin wird getestet, ob die immunstimulatorische Antwort der Makrophagen einen neutrophilen Influx in vitro zur Folge hat. Für die übrigen Ziele kommen Proteomics-Technologien zum Einsatz, um das Gesamt-Proteom spezifisch im Mukus der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit vergleichend zwischen gesunden Pferden und solchen mit equinem Asthma zu quantifizieren. Hierbei werden die CLCA-Proteine und andere Proteine im landscaping Ansatz im Kontext mit dem klinischen Bild differentiell quantifiziert, um deren Biomarkerpotential einzuschätzen und Protein-Protein Interaktionsnetzwerke zu entdecken. Die Ergebnisse sollen helfen, (1) die Entstehung der neutrophilen Bronchiolitis beim equinen Asthma besser zu verstehen, (2) geeignete Mukusproteine als Biomarker für eine verbesserte Diagnostik zu identifizieren und (3) möglicherweise neue therapeutische Ansätze zu ergründen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen