TCR/LFA-1 als Rheostat der zytotoxischen T Zell-Antwort

Unser Immunsystem ist auf spezialisierte Zellen angewiesen, die Infektionen und Tumore bekämpfen können. Zytotoxische T-Lymphozyten (CTLs) sind solche wichtigen Akteure der Immunabwehr, da sie die Fähigkeit besitzen, infizierte Zellen und Tumorzellen direkt abzutöten. Unser Schlüssel zur Entwicklung von Impfstoffen und Zelltherapien im Kontext von Infektionskrankheiten und Krebs sind das Verständnis, wie CTLs bösartige Zielzellen erkennen und ihre Abtötungsaktivität regulieren. Wir wissen seit vielen Jahren, dass CTLs über ihren T- Zell-Rezeptor (TCR) fremde Zielzellen erkennen und auch ein Anheftungsmolekül (LFA-1) aktivieren müssen, um stabile Kontakte zu den abzutötenden Zellen aufzubauen. Allerdings haben wir noch ein sehr begrenztes Verständnis über die Koordination der Schritte des Erkennens und Anhaftens, um eine optimale Regulierung der Tötungsaktivität zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig, um aufzuklären, warum CTL nicht immer wirksam gegen bestimmte Virusinfektionen und Krebsarten sind. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass CTL bei der Erkennung von Zielzellen Hunderte von nanoskopisch kleinen Befestigungspunkten aktivieren, die einen Klebegürtel bilden, der eine stabile Interaktion mit der Zielzelle garantiert und das Töten der Zielzelle ermöglicht. Unsere Arbeitshypothese ist, dass abhängig davon, wie gut die Zielzelle vom TCR erkannt wird, die Qualität der Anheftung über die Anheftungspunkte und die daraus resultierende Abtötungsaktivität variiert. Unser Projekt zielt daher darauf ab, die Erkennungs- und Bindungseigenschaften von menschlichen CTLs sehr genau zu analysieren. Zu diesem Zweck werden wir CTLs aus dem Blut von SpenderInnen untersuchen und mehrere in-vitro- Experimente durchführen. Wir werden zunächst die Interaktion mit Zielzellen nachahmen, indem wir die CTLs auf rekonstituierte Membranen aussäen, die kontrollierte Mengen an stimulierenden Molekülen präsentieren, um den Rezeptor TCR und das Molekül LFA-1 zu aktivieren. Wir werden hochentwickelte Mikroskope einsetzen, um den Aufbau von Molekülen an der Oberfläche der CTLs zu verfolgen und Signale zu messen, welche die Erkennung und Anheftung verbinden. Wir werden auch automatisierte Mikroskopieabläufe entwickeln, um das Töten in Echtzeit unterverschiedenen Bedingungenzu überwachen,in denen Zielerkennungs- und Bindungseigenschaften angepasst werden können. Schließlich werden wir unsere Messungen auf CTLs anwenden, die von PatientInnen mit Immundefekten genetischen Ursprungs isoliert wurden, um besser zu verstehen, welche Gene die Entscheidung der CTLs, Zielzellen abzutöten, kontrollieren könnten.