Erkennung mikrobieller Viabilität: Die Rolle endosomaler RNA-Rezeptoren für die Induktion von Immunität und Entzündung durch Orientia tsutsugamushi

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Christian Keller
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Klinische Infektiologie und Tropenmedizin ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528601109

Das Tsutsugamushi-Fieber ist eine vernachlässigte tropische Infektionserkrankung, die hauptsächlich in Asien endemisch ist. Die WHO schätzt jährlich ca. 1 Million akute Fälle, während 1 Milliarde Menschen in gefährdeten Gebieten leben. Die von Milben übertragene, potenziell tödliche Rickettsiose wird durch das obligat intrazelluläre Bakterium Orientia tsutsugamushi verursacht. Eine Impfung ist nicht verfügbar. Die Schwere der Erkrankung korreliert mit der übermäßigen Produktion von Zytokinen, v.a. TNF-α. Es ist aber unvollständig verstanden, welche mikrobiellen Liganden und Wirtsrezeptoren Entzündung und Immunität steuern. Wir haben zuvor gezeigt, dass Toll-like Rezeptor (TLR) 2 und CCR2-abhängige inflammatorische Monozyten zu den Wirtsfaktoren gehören, die den Verlauf der Infektion mit Orientia beeinflussen. Unsere vorläufigen Daten zeigen nun, dass in primären murinen dendritischen Zellen und Makrophagen endosomale RNA-Rezeptoren eine wichtige Rolle bei der angeborenen Erkennung von Orientia spielen. Interessanterweise adressierten lebende und tote Orientien diese Rezeptoren unterschiedlich: lebende Orientien induzierten Zytokine (z.B. TNF-α) über TLR7, einem Rezeptor für einzelsträngige RNA. Hitzeinaktivierte Bakterien dagegen lösten Zytokinantworten über TLR13 aus, einem Rezeptor für ribosomale RNA (rRNA). Ziel dieses Projektes ist die Entschlüsselung der Mechanismen, wie endosomale RNA-Rezeptoren Immunität und Entzündung gegen Orientia steuern. Dabei wird vermutet, dass TLR7 als Sensor für RNA aus lebenden Organismen eine Rolle in der Aktivierung der Immunantwort, TLR13 dagegen, als Sensor für freigesetzte rRNA nach Bakteriolyse, eine Rolle in deren Terminierung oder bei der Entstehung der Immunpathologie spielen könnte. Zur Beantwortung der Fragen werden wir zellbiologische und in vivo-Ansätze kombinieren. Im Einzelnen verfolgen wir folgende Ziele: In Arbeitspaket 1 definieren wir die Zelltypen, in denen eine Erkennung über TLR7/TLR13 stattfindet. Zudem werden wir die Abhängigkeit der TLR7-/TLR13-Liganden von der bakteriellen RNA-Transkription untersuchen. Ebenso adressieren wir die Frage, ob die Erkennung der beiden erst kürzlich identifizierten Entwicklungsstadien von Orientia über unterschiedliche RNA-Rezeptoren erfolgt. In Arbeitspaket 2 werden Orientia-Infektionen in TLR7- und TLR13-defizienten Mäusen durchgeführt, um die Rolle dieser Rezeptoren für Immunaktivierung und Schutz, für die Terminierung der Immunantwort und die Induktion von Immunpathologie aufzuklären. In Arbeitspaket 3 werden wir mittels dualer RNAseq die TLR7-/TLR13-abhängigen Transkriptome von Wirt und Orientia analysieren und regulatorische Netzwerke rekonstruieren. In Arbeitspaket 4 wird die Rolle der humanen TLR7 und TLR8 bei der Erkennung von Orientia-RNA untersucht. Die Studie soll das Verständnis der Rolle von RNA-Rezeptoren für die Pathogenese des Tsutsugamushi-Fiebers verbessern und damit den Weg für neue therapeutische und präventive Strategien ebnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen