Untersuchung zugrundeliegender Mechanismen in Entwicklung und Funktion gewebsresidenter Immunzellnischen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Mirka Uhlirova
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 573567388

Zellen des angeborenen Immunsystems der myeloischen Linie sind entscheidend für Entwicklung und Überleben aller Metazoen. Ihre Differenzierung und Funktion sind eng mit spezialisierten Kompartimenten, sogenannten Nischen, verbunden. Hämatopoetische und gewebespezifische Nischen bieten Mikroumgebungen, die Selbsterneuerung, Vorläufererhalt und Immunzell-Differenzierung nach den Bedürfnissen des Gewebes und Organismus fördern. Der Austausch in diesen Nischen basiert auf biochemischen und mechanischen Signalen wie sezernierten Faktoren, Zell-Matrix- und Zell-Zell-Kontakten. Störungen der Nischenintegrität können Gewebedysfunktionen und Krankheiten auslösen, dennoch sind die zugrundeliegenden Mechanismen unvollständig verstanden. Der Modellorganismus Drosophila melanogaster ist unverzichtbar für die Erforschung der Mechanismen der Hämatopoese und der Funktion angeborener Immunzellen. Wie bei Wirbeltieren erfolgt die Hämatopoese in zwei Phasen, wobei Immunzellen (Hämozyten) in der Zirkulation, der Lymphdrüse und sessilen Kompartimenten, darunter epidermal-muskuläre Bereiche und Hämozytencluster am Augen-Antennen-Epithel, vorkommen. Diese sessile Nischen teilen Merkmale mit vertebraten hämatopoetischen und gewebespezifischen Mikroumgebungen von sessilen myeloischen Zellen und machen Drosophila zu einem idealen Modell für die Untersuchung von Immunzell-Gewebe-Interaktionen. Wir konnten bereits eine Interaktion zwischen dem Rezeptor Eater auf Hämozyten und Multiplexin (dem Drosophila-Ortholog des humanen Kollagen XV/XVIII) in Basalmembranen zeigen, die für Etablierung und Erhalt sessiler Nischen essenziell ist. Die räumliche Organisation dieser Kompartimente deutet jedoch auf zusätzliche molekulare und zelluläre Netzwerke jenseits der Mp-Eater-Achse hin. Das Projekt strebt an: (1) die Mikroanatomie sessiler Nischen zu untersuchen und regulatorische Interaktionen zu identifizieren; (2) die Nischen-Entwicklung und Dynamik zu untersuchen, mit Schwerpunkt auf Mp-Eater-Interaktionen und Zellaustausch unter homöostatischen und Stressbedingungen; und (3) die funktionelle Rolle der Nischen bei der Gewebeentwicklung, Immunzellplastizität und Organogenese zu analysieren. Mit Hilfe von Bildgebung, genetischer und biochemischer Methoden, und Einzelzell-RNA-Sequenzierung wollen wir die Mechanismen der Immunzell-Nischen-Interaktionen aufklären. Die funktionelle Konservierung und Zugänglichkeit des Drosophila-Modells ermöglicht Einblicke in die molekulare Architektur und Signalwege. Diese Erkenntnisse werden das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Epithel und Immunsystem verbessern, die der Integrität, Plastizität und Pathologie von Epithelgewebe zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen