Auswirkung von Darmepithelzellen, die aus extrazellulären Vesikeln entwickelt werden, bei der Regulierung des akuten Darm-Graft-versus-Host-Syndroms

• Antragsteller: Muhammad Haroon Shaikh, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549527997

Die akute Graft-versus-Host-Erkrankung (aGvHD) ist eine schwerwiegende Komplikation nach einer allogenen Stammzelltransplantation, die durch eine dysregulierte T-Zell-Antwort des Spenders ausgelöst wird und zu einer übermäßigen Gewebeschädigung führt. Die aGvHD des Magen-Darm-Trakts ist eine schwerwiegende Komplikation, die zu einer schlechten Prognose für Patienten nach einer allogenen Stammzelltransplantation führt. Derzeit basieren Diagnose und Einstufung stark auf klinischen Symptomen, die durch invasive endoskopische und histopathologische Untersuchungen ermittelt werden, da Serum-Biomarker bisher nicht durch klinische Studien nachgewiesen sind. In diesem Projekt wollen wir die pathophysiologische Rolle von extrazellulären Vesikeln (EVs) in Bezug auf Darm-aGvHD und deren Potenzial als Biomarker für die Früherkennung und Risikoeinstufung untersuchen. Unser erstes Ziel ist es, 1) die EVs der Dünndarmepithelzellen bei Mäusen im Gleichgewichtszustand und in einem MHC-Major-Mismatch-GvHD-Mausmodell zu untersuchen, um die durch myeloablative Bestrahlung und allogenen Stammzelltransplantation induzierten phänotypischen und funktionellen Veränderungen zu beurteilen und zu vergleichen. 2) Unsere vorläufigen Daten deuten auf eine wichtige Rolle der EVs, die von Dünndarmepithelzellen stammen, bezüglich der Antigenpräsentation für allogene T-Zellen hin. Daher werden wir diesen bisher unbekannten Weg der Antigenpräsentation erforschen und folgende experimentelle Strategien zur Funktionsbeeinträchtigung oder -erhalt anwenden: (a) Systemische oder lokale Hemmung der EV-Synthese mit einem inhibitorischen Wirkstoff (GW4869), um einen Funktionsverlust zu etablieren. (b) Vergleich von entzündlichen Dünndarmepithelzellen-EVs, die aus einer Maus mit Darm-aGvHD isoliert und in eine Maus injiziert wurden, welche einer allogenen Stammzelltransplantation unterzogen wurde, mit Dünndarmepithelzellen-EVs im Gleichgewichtszustand, um einen Funktionserhalt nachzuweisen. Mit diesen Experimenten soll untersucht werden, ob EVs des entzündeten Dünndarms den Schweregrad der aGvHD verschlimmern oder ob eine Blockierung der EV-Biosynthese die Symptome der aGvHD lindern kann. In den letzten Jahren haben sich EVs als vielversprechende Flüssigbiopsie-Biomarker für die Frühdiagnostik und Risikobewertung von Entzündungen und Krebs erwiesen. 3) In unserem Projekt werden wir EVs untersuchen, die aus dem Serum isoliert wurden. Dabei werden die EVs von Patienten, die nach einer allogenen Stammzelltransplantation eine GvHD entwickelt haben, mit EVs von gesunden Personen verglichen. Diese EVs werden auf unterschiedlich exprimierte RNAs, Proteine und Lipide untersucht, die mit dem klinischen Verlauf und Schweregrad der aGvHD korrelieren. Die vielversprechenden Zielkandidaten werden anschließend mittels ELISA und/oder dPCR überprüft, um ihre Anwendbarkeit als Biomarker für Darm aGvHD zu bestätigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Naveed Akbar, Ph.D.