Sublethal Genomic Damage of Naïve B cells - Consequences for Differentiation and Function with a Focus on Development of Autoimmunity

Zusammenfassung

Hintergrund: Das Wissen über genomische Schäden als ursächlicher Faktor für die Entstehung und das Fortschreiten von Autoimmunität ist unvollständig. In diesem Zusammenhang sind B-Zellen ein interessanter Typ von Immunzellen, da sie die Mutationsfrequenz während der Aktivierung standardmäßig enzymatisch erhöhen (aktivierungsinduzierte Cytidindesaminase, AID), um die Antikörperaffinität zu optimieren und den Isotypklassenwechsel einzuleiten. B-Zellen sind im Zusammenhang mit Autoimmunität wichtig, nicht nur weil sie Autoantikörper produzieren, sondern auch als antigenpräsentierende Zellen und Zytokinproduzenten, die die Immunantwort modulieren. Interessanterweise führt eine Überexpression von AID in B-Zellen zu einer verstärkten Autoimmunität. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass subletale genomische Schäden an naiven B-Zellen, z. B. durch ionisierende Strahlung (IR) oder erhöhten oxidativen Stress, die Funktion der B-Effektorzellen nach der Aktivierung verändern und sich auf die Entwicklung von Autoimmunität auswirken.

Ziel: Das Projekt zielt darauf ab, die Funktion von B-Effektorzellen und ihre Rolle bei der Entwicklung von Autoimmunität nach einer subletalen genomischen Schädigung einer naiven B-Zelle zu charakterisieren.

Experimentelles Verfahren / Arbeitsprogramm: Nach der Isolierung naiver B-Zellen wird eine subletale Dosis von H2O2 bzw. ionisierender Strahlung (1 - 4 Gy) verabreicht, gefolgt von einer T-abhängigen (anti-CD40/IL4) und T-unabhängigen (CpG/anti-IgM) Aktivierung der B-Zellen in vitro. Anschließend werden die Funktion und der Phänotyp der B-Zellen mit etablierten Methoden wie FACS, Isotypisierung, Multiplex-ELISA, qPCR und Kalziummessungen umfassend charakterisiert. Um die Auswirkungen der subletalen genomischen Schädigung naiver B-Zellen in vivo zu testen, wird ein adoptives Transfermodell mit RAG2 -/- Mäusen verwendet, um den Einfluss auf die Immunantwort im Allgemeinen zu charakterisieren, und ein etabliertes Mausmodell für rheumatoide Arthritis (kollageninduzierte Arthritis, CIA), um die Auswirkungen auf die Entwicklung und Schwere der Autoimmunität zu testen. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern des GRK 2578 durchgeführt.

Aktuelle Veröffentlichungen:

1. Pongratz, G. et al. IL-7 receptor alpha expressing B cells act proinflammatory in collagen-induced arthritis and are inhibited by sympathetic neurotransmitters. Ann Rheum Dis 73, 306-312, doi:10.1136/annrheumdis-2012-202944 (2014).
2. Pongratz, G., Melzer, M. & Straub, R. H. The sympathetic nervous system stimulates anti-inflammatory B cells in collagen-type II-induced arthritis. Ann Rheum Dis 71, 432-439, doi:10.1136/ard.2011.153056 (2012).
3. Zaheen, A. & Martin, A. Activation-induced cytidine deaminase and aberrant germinal center selection in the development of humoral autoimmunities. The American journal of pathology 178, 462-471, doi:10.1016/j.ajpath.2010.09.044 (2011).
4. Rowe, V. et al. Host B cells produce IL-10 following TBI and attenuate acute GVHD after allogeneic bone marrow transplantation. Blood 108, 2485-2492, doi:10.1182/blood-2006-04-016063 (2006).