Untersuchung des Immunglobulin (Ig) Klassenwechsel zu IgE in Kohlenhydrat-spezifischen B Zell Antworten anhand des Models Anaphylaxie gegen Galactose-alpha-1,3-galactose

• Antragsteller: Professor Dr. Tilo Biedermann
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527318848

Kohlenhydrat-spezifische Immunreaktionen sind bisher nur unzureichend verstanden. Im Rahmen dieses Antrages untersuchen wir immunologische Mechanismen Kohlenhydrat-spezifischer B-Zell-Immunreaktionen anhand des Modelantigens Galactose-alpha-1,3-galactose ("alpha-gal"). Alpha-gal wird ubiquitär und in allen Säugertieren außer Altweltaffen und Menschen exprimiert, wodurch für letztere alpha-gal ein Fremdantigen ist. Es ist bekannt, dass nach Zeckenbissen alpha-gal spezifische IgE Antikörper entstehen und diese potenziell lebensbedrohliche allergische Reaktionen bei Kontakt mit alpha-gal exprimierenden Medikamenten oder rotem Fleisch auslösen können. Interessanterweise finden sich bei allen Menschen unabhängig von dieser Sensibilisierung eine erhebliche Menge alpha-gal spezifischer IgM und IgG Antikörper. Es wird vermutet, dass diese zum von B-1 Zellen generierten Pool an „natürlichen“ Antikörpern gehören und beispielsweise zur Abwehr von Parasiteninfektionen beitragen. Für eingehendere Analysen haben wir ein Mausmodell etabliert, in dem sich ebenfalls nach perkutaner Sensibilisierung alpha-gal spezifisches IgE und Anaphylaxie nach alpha-gal Exposition ausbilden. In diesem Modell fanden wir jedoch einen Anstieg an alpha-gal spezifischen B-2 Zellen sowie von Keimzentrums-B Zellen mit dominanter IgG1 und praktisch fehlender IgE Expression. Dies deutet erstmals darauf hin, dass Kohlenhydrat-spezifisches IgE durch sequentiellen Klassenwechsel über eine IgG1 Zwischenstufe entsteht. Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden wir alpha-gal spezifische B Zellen weitergehend untersuchen und u.a. gesortete B-Zell Populationen in B-Zell-defiziente Mäuse transferieren, um ihre Funktion zu erfassen. Die Entstehung von alpha-gal IgE über eine IgG1 Zwischenstufe wird mit Hilfe von B Zellrezeptor Repertoire Analysen und ex vivo Klassenwechsel verschiedener Antikörper-Isotypen im Mausmodell untersucht und außerdem an B-Zellen von alpha-gal Patienten und Kontrollen. Im zweiten Teil untersuchen wir erstmals die Rolle der Typ 2 Immunität für einen IgE Klassenwechsel gegenüber einem Kohlenhydrat, hier alpha-gal. Hierfür werden IL-4 Reportermäuse eingesetzt und mittels Single-cell RNA Sequenzierung die Typ 2 Immunkaskade entschlüsselt. Die Rolle von follikulären und Typ 2 Helfer T Zellen für die alpha-gal spezifische IgE Antwort und Anaphylaxie werden durch adoptiven Transfer dieser T Zell Subtypen in T Zell defiziente Mäuse untersucht. Zusammenfassend werden wir mit Hilfe dieses Projektes die bisher unzureichend verstandenen immunologischen Mechanismen einer hochaffinen Kohlenhydrat-spezifischen humoralen Immunantwort entschlüsseln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen