Interaktion zwischen Birkenpollen und Toll-like Rezeptoren

Principal Investigator Prof. Dr. Fatima FERREIRA Co-Investigators PD Dr. Gabriele GADERMAIER Dr. Lorenz AGLAS Wissenschaftskontext: Allergene sind Proteine oder andere Umweltsubstanzen, die in Atopiker/innen die Produktion von IgE Antikörpern induzieren und somit eine intrinsische Kapazität zur Induktion einer Th2 Polarisation besitzen. Diese Theorie hinterfragend konnten wir zeigen, dass gereinigtes Bet v 1, das Hauptallergen von Birkenpollen, keine Sensibilisierungskapazität besitzt und eine Entfernung dieses Allergens keinen Einfluss darauf hat, dass Birkenpollenextrakt in vivo IL-4 produzierende Th Zellen induziert. Diese und weitere Erkenntnisse aus unseren Vorarbeiten am Mikrobiom des Birkenpollens lässt vermuten, dass intrinsische Adjuvantien des Pollens sowie extrinsische Bestandteile von Mikroben wesentlich zur Allergenität des Pollens und der Sensibilisierung gegen das Bet v 1 Allergen beitragen könnten. Hypothesen und Ziele: Aus diesem Grund postulieren wir, dass eine Sensibilisierung auf Birkenpollen (BP) durch die Interaktionen des angeborenen Immunsystems mit Adjuvantien aus dem Pollen, welche mit Bet v 1 und anderen allergieauslösenden Protein zusammen freigesetzt werden, initiiert wird. Zusätzlich postulieren wir, dass die in vitro Aktivierung von Dendriten durch BP und die Induktion von IL-4 produzierenden Th Zellen in vivo partiell durch Toll- like Rezeptor (TLR) Signalwege vermittelt wird. Ergebnisse unserer präliminären Untersuchungen mit TLR2, 4, und 5 transfizierten HEK (Human Embryonic Kidney) Zelllinien zeigten eine Aktivierung durch Birkenpollenextrakt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist das Aufzeigen von mechanistischen Vorgängen, wie Adjuvantien aus BP sowie assoziierte Bakterien die Aktivierung von Dendriten durch TLR Signale induzieren und damit ein entzündliches Milieu, welches die Entstehung einer Th2-basierenden Reaktion auf Pollenantigene, auslösen. Ansatz und Methoden: Um die TLR Signatur in BP zu definieren werden HEK-TLR Reporterzelllinien, ein großes Panel von TLR Agonisten und Antagonisten verwendet, sowie zelluläre Untersuchungen mit humanen und murinen Dendriten durchgeführt. Transgene Mausmodelle werden eingesetzt, um eine vollständige Aufklärung und Validierung der in vitro Daten aus den Reporterzelllinien und Dendriten zu ermöglichen. Innovation und Signifikanz: Die Studienergebnisse werden wesentlich beitragen die Rolle von kombinatorischer TLR Stimulation hinsichtlich der Induktion von Th2 polarisierten Reaktionen auf BP zu verstehen. Sie werden auch Folgeuntersuchungen zur Initiierung einer Sensibilisierung von anderen allergieauslösenden Pollen vorantreiben. Schließlich kann das gewonnene Verständnis hinsichtlich des Beginns der Sensibilisierung neue Perspektiven für prophylaktische und therapeutische Ansätze von allergischen Erkrankungen eröffnen. Involvierte Wissenschaftler/innen: Fatima Ferreira kann eine umfassende Erfolgsbilanz in der Molekularen Allergologie vorweisen, mit wichtigen Beiträgen in der Charakterisierung von Allergenen aus Baum- und Kräuterpollen sowie der Entwicklung von Allergievakzinen. Gabriele Gadermaier besitzt eine Ausbildung in Biotechnologie und Immunologie und hat die Entstehung der präliminären Daten dieses Projekt mitbetreut. Lorenz Aglas hat Erfahrung in der Arbeit mit Dendriten und in vivo Sensibilisierung bzw. Th2 Polarisierung in Tiermodellen. Das Team ist allgemein sehr erfahren im Projektmanagement, der Dissemination von wissenschaftlichen Ergebnissen in der Forschungsgemeinschaft sowie der breiten Öffentlichkeit.