cAMP/PKA-Signalgebung in der Immunantwort gegen Kopf-Hals-Karzinome

• Antragsteller: Dr. Daniel Stehle
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie ; Immunologie ; Pharmakologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546478164

Rauchen ist der wichtigste Risikofaktor für Kopf-Hals-Karzinome und verursacht ungefähr 70-80% der Fälle. Immuncheckpoint-Inhibition (ICI) hat sich als vielversprechende Behandlungsstrategie gegen Kopf-Hals-Karzinome herausgestellt, aber aufgrund der Entwicklung von Immunausweichmechanismen kann eine langanhaltende ICI-Wirkung in lediglich 20% der Patienten erzielt werden. Neue Studien haben gezeigt, dass Gαs-PKA-Signalgebung die Ermüdung von zytotoxischen T Zellen auslöst und die Wirkung von ICI aufhebt. cAMP/PKA-Signalgebung ist auf subzellulärer Ebene stark lokal reguliert – cAMP-Puffer und Hydrolyse tragen zur Entwicklung von cAMP-Mikrodomänen bei und A-Kinase-Ankerproteine (AKAPs) rekrutieren PKA zu spezifischen subzellulären Regionen, was beides zur Spezifizierung der cAMP/PKA-Signalgebung beiträgt. Obwohl AKAPs wie Ezrin in T-Zellen exprimiert sind ist das Verständnis darüber unvollständig, wie die cAMP/PKA-Signalgebung in diesen zentralen Immunzellen räumlich reguliert ist. Unsere Hypothese ist, dass die cAMP/PKA-Signalgebung in zytotoxischen T Zellen lokal in der Immunsynapse reguliert wird und dass die Störung dieser lokalen Regulation die T-Zellermüdung und -fehlfunktion umkehren kann. In der beantragten Studie werden wir neue dunkelrote und grüne cAMP- und PKA-Biosensoren entwickeln, die die gleichzeitige Visualisierung dieser zentralen Komponenten des Gαs-PKA-Signalwegs in T Zellen ermöglichen. Wir werden diese Biosensoren für die Bildgebung in lebenden Geweben optimieren, indem wir ihren Dynamikbereich sowie ihre Reaktionskinetik verbessern und gleichzeitig ihre Phototoxizität minimieren. Wir und weitere Labore haben bereits gezeigt, dass Mikrodomänen unerlässlich für die Regulierung der PKA-Aktivität sind. Im Fall von T Zellen rekrutiert Ezrin PKA sowie ihr Effektorprotein Csk in die Immunsynapse. Wir werden untersuchen, ob und wie sich diese PKA-Mikrodomänen während der Interaktion mit Tumorzellen – in der Gegenwart und Abwesenheit von PKA-modulierenden Substanzen und ICI – verändern. Gleichzeitig werden wir die zeitliche Koordination der cAMP/PKA-Signalgebung in Zusammenhang mit T Zellermüdung untersuchen. Die Tumormikroumgebung trägt wesentlich zur Immunsuppression in Krebs bei. Daher werden wir die Ergebnisse aus den in vitro-Versuchen ex vivo in lebenden Tumorschnitten unter nahezu nativen Bedingungen validieren. Wir werden erforschen, wie die Tumormikroumgebung – z.B. Azidose – die cAMP/PKA-Signalgebung und Funktion einzelner zytotoxischer T Zellen beeinflusst. Zusammengefasst wird die beantragte Studie erforschen, wie die cAMP/PKA-Signalgebung auf subzellulärer Ebene räumlich und zeitlich reguliert wird. Die Erkenntnisse aus diesen Versuchen werden neuartige Strategien zur Krebsbehandlung basierend auf der Manipulation der cAMP/PKA-Signalgebung in zytotoxischen T Zellen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Jin Zhang, Ph.D.