Funktionelle Immunzellrezeptoren für das Tamm-Horsfall Protein

Harnwegsinfekte sind einer der häufigsten Gründe, medizinische Hilfe aufzusuchen. Die Lebensqualität der betroffenen Menschen ist erheblich vermindert und eine beachtliche Anzahl an Patienten leidet unter häufigen Rückfällen bzw. auch an dadurch bedingten Nierenschäden. Die Abwehr des Körpers gegen Harnwegsinfekte ist vielschichtig. Ständiger Urinfluss, Ablösung von oberflächlichen Epithelzellen und lösliche Proteine, welche uropathogene Bakterien beladen, verhindern deren Adhäsion im Urogenitaltrakt und eine dadurch eventuell resultierende Kolonisation. Angeborene und adaptive Immunantwort tragen ebenfalls dazu bei, einen ausreichenden Schutz aufzubauen. Um eine optimale Aktivierung der Zellen des angeborenen Immunsystems zu garantieren, ist die Interaktion von Pathogen-assoziierten molekularen Mustern (PAMPs) mit ihren dazugehörigen Pathogen- Erkennungsrezeptoren (PRR) notwendig. Darüber hinaus gibt es Hinweise, dass die gleichzeitige Bindung verschiedener PRRs mit ihren jeweiligen mikrobiellen Liganden die Immunantwort des Körpers gegen Pathogene optimieren kann. Tamm Horsfall Glycoprotein (THP) spielt eine wichtige Rolle in der Verhinderung der Kolonisation des Urogenitaltrakt durch Mikroben. THP ist in der Lage uropathogene Bakterien zu umhüllen und verhindert dadurch, dass diese an zelluläre Rezeptoren binden. Kürzlich veröffentlichte eigene Daten belegen, dass THP darüber hinaus dendritische Zellen (DCs) über einen Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) abhängigen Mechanismus aktivieren kann. In Vorversuchen, durchgeführt am Institut für Immunologie, ist es uns gelungen zu zeigen, dass TLR4 nicht der Bindungsrezeptor für THP ist, wenngleich TLR4 für die Etablierung eines THP abhängigen Signalweges notwendig ist. Wir konnten darüber hinaus demonstrieren, dass auf DCs andere THP bindende, noch unbekannte, Strukturen vorhanden sind. Es ist daher unser Hauptanliegen in diesem Projekt, THP bindende Rezeptoren zu identifizieren und zu charakterisieren. Für die Identifizierung von THP bindenden Rezeptoren werden wir eine retrovirale Expressionsbank verwenden, welche am Institut für Immunologie aus monocyte-derived DCs entwickelt wurde. Charakterisiert werden diese Rezeptoren einerseits durch die Bestimmung ihrer Affinität zu THP und andererseits durch die Untersuchung ihrer räumlichen Nähe zu TLR4 und THP mittels Co-Lokalisationsstudien und ihrem Expressionsmuster auf verschiedenen Zellen des angeborenen Immunsystems. Außerdem werden wir die durch THP vermittelten Signalwege aufschlüsseln, die abhängig oder unabhängig zu der TLR4 vermittelten Zellaktivierung stehen. Dies geschieht zum einen in einem Cotransfektionsmodel von TLR4, potentiellem THP-Rezeptor und NF-kB Reporterkonstrukt und zum anderen durch eingehende Untersuchungen der durch THP bedingten PRR-assoziierten Signalwege in TLR4-defizienten Modellen. Wir erwarten durch unsere Studie ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen, mit denen THP Zellen des angeborenen Immunsystems über PRRs aktivieren kann. Angesichts der offensichtlich zentralen Rolle von THP bei Harnwegsinfekten erwarten wir, dass ein besseres Verständnis über diesen endogenen Immunmodulator dazu beiträgt, neue therapeutische Strategien gegen diese die Lebensqualität der Betroffenen stark beeinträchtigende Krankheit zu eröffnen.

Harnwegsinfekte sind einer der häufigsten Gründe, medizinische Hilfe aufzusuchen. Die Lebensqualität der betroffenen Menschen ist erheblich vermindert und eine beachtliche Anzahl an Patienten leidet unter häufigen Rückfällen bzw. auch an dadurch bedingten Nierenschäden. Die Abwehr des Körpers gegen Harnwegsinfekte ist vielschichtig. Ständiger Urinfluss, Ablösung von oberflächlichen Epithelzellen und lösliche Proteine, welche uropathogene Bakterien beladen, verhindern deren Adhäsion im Urogenitaltrakt und eine dadurch eventuell resultierende Kolonisation. Angeborene und adaptive Immunantwort tragen ebenfalls dazu bei, einen ausreichenden Schutz aufzubauen. Um eine optimale Aktivierung der Zellen des angeborenen Immunsystems zu garantieren, ist die Interaktion von Pathogen-assoziierten molekularen Mustern (PAMPs) mit ihren dazugehörigen Pathogen- Erkennungsrezeptoren (PRR) notwendig. Darüber hinaus gibt es Hinweise, dass die gleichzeitige Bindung verschiedener PRRs mit ihren jeweiligen mikrobiellen Liganden die Immunantwort des Körpers gegen Pathogene optimieren kann. Tamm Horsfall Glycoprotein (THP) spielt eine wichtige Rolle in der Verhinderung der Kolonisation des Urogenitaltrakt durch Mikroben. THP ist in der Lage uropathogene Bakterien zu umhüllen und verhindert dadurch, dass diese an zelluläre Rezeptoren binden. Kürzlich veröffentlichte eigene Daten belegen, dass THP darüber hinaus dendritische Zellen (DCs) über einen Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) abhängigen Mechanismus aktivieren kann. In Vorversuchen, durchgeführt am Institut für Immunologie, ist es uns gelungen zu zeigen, dass TLR4 nicht der Bindungsrezeptor für THP ist, wenngleich TLR4 für die Etablierung eines THP abhängigen Signalweges notwendig ist. Wir konnten darüber hinaus demonstrieren, dass auf DCs andere THP bindende, noch unbekannte, Strukturen vorhanden sind. Es ist daher unser Hauptanliegen in diesem Projekt, THP bindende Rezeptoren zu identifizieren und zu charakterisieren. Für die Identifizierung von THP bindenden Rezeptoren werden wir eine retrovirale Expressionsbank verwenden, welche am Institut für Immunologie aus monocyte-derived DCs entwickelt wurde. Charakterisiert werden diese Rezeptoren einerseits durch die Bestimmung ihrer Affinität zu THP und andererseits durch die Untersuchung ihrer räumlichen Nähe zu TLR4 und THP mittels Co-Lokalisationsstudien und ihrem Expressionsmuster auf verschiedenen Zellen des angeborenen Immunsystems. Außerdem werden wir die durch THP vermittelten Signalwege aufschlüsseln, die abhängig oder unabhängig zu der TLR4 vermittelten Zellaktivierung stehen. Dies geschieht zum einen in einem Cotransfektionsmodel von TLR4, potentiellem THP-Rezeptor und NF-B Reporterkonstrukt und zum anderen durch eingehende Untersuchungen der durch THP bedingten PRR-assoziierten Signalwege in TLR4-defizienten Modellen. Wir erwarten durch unsere Studie ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen, mit denen THP Zellen des angeborenen Immunsystems über PRRs aktivieren kann. Angesichts der offensichtlich zentralen Rolle von THP bei Harnwegsinfekten erwarten wir, dass ein besseres Verständnis über diesen endogenen Immunmodulator dazu beiträgt, neue therapeutische Strategien gegen diese die Lebensqualität der Betroffenen stark beeinträchtigende Krankheit zu eröffnen.