Untersuchungen zur kostimulatorischen Funktion von CD63

Für ihre volle Aktivierung im Zuge ihrer Interaktion mit Antigenpräsentierenden Zellen (APC) benötigen T-Zellen 2 Signale: Der T-Zellrezeptor muss mit MHC-gebundenen antigenischen Peptide reagieren ("Signal 1") und darüber hinaus müssen kostimulatorische Rezeptoren ihre Liganden binden ("Signal 2"). Durch Verstärkung des antigenspezifischen Signals können Kostimulatoren die Expansion und Differenzierung von antigenspezifischen T- Zellen ermöglichen. Es gibt eine Vielzahl von Rezeptor-Ligandeninteraktionen, die in der Lage sind T- Zellantworten zu verstärken aber der CD28 Rezeptors wird allgemein als der potenteste Kostimulator angesehen. Wir haben gefunden, dass ein Antikörper, der das Tetraspanmolekül CD63 erkennt, kostimulatorische Effekte erzeugt, die jenen von CD28 ebenbürtig sind. In der Gegenwart von APC zeigt sich ein hemmender Effekt dieses Antikörpers was auf eine Rolle von CD63 als Komponente eines neuen und potenten T-Zellkostimulatorischen Weges hindeuten könnte. In dieser Studie wollen wir eine detaillierte Analyse dieses kostimulatorischen Weges durchführen um Ähnlichkeiten aber auch Unterschiede zwischen humanen T-Zellen, die durch CD28 und CD63 aktiviert wurden, aufzuzeigen. Vor allem wollen wir Mechanismen ergründen, welche der Fähigkeit von CD63 starke aktivierende Signale an humane T-Zellen zu geben, zugrunde liegen. Molekulare Bindungspartner von CD63, die in diesen neuen kostimulatorischen Weg eine Rolle spielen, sollen identifiziert werden. Dafür verwenden wir einerseits Methoden die auf Proteomics basieren und andererseits wollen wir einen Ansatz, der auf das Screening von Liganden beruht, verwenden. In weiteren Experimenten wollen wir untersuchen welche Proteine CD63 mit der intrazellulären Signalmaschinerie von T-Zellen verbinden und Signalwege identifizieren, die durch dieses Moleküle getriggert werden. T-Zellen, die über CD63 aktiviert wurden zeichnen sich dadurch aus, dass sie besonders gut auf weitere Stimuli reagieren können. Dies weist darauf hin, dass durch diesen Rezeptor ein einzigartiges Aktivierungsprogramm in T- Zellen initiiert wird. Durch globale Expressionsanalysen wollen wir Gene identifizieren, die spezifisch über CD63 reguliert werden. Solche Moleküle könnten in sekundären T-Zellantworten eine bedeutende Rolle spielen.

T-Zellen haben zentrale Aufgaben in immunologischen Prozessen. Diese Arbeit hat sich mit Molekülen befasst, die in der Regulation von T-Zellantworten eine sehr wichtige Rolle spielen, den sogenannten kostimulatorischen Molekülen. Kostimulatorische Moleküle können aktivierend oder inhibitorisch wirken und so fördernd oder hemmend auf T-Zellantworten einwirken. Neben den gut untersuchten primären T-Zellkostimulatorischen Molekülen (CD28 und CTLA-4) gibt es noch weitere sogenannte alternative kostimulatorische Moleküle, die ebenfalls wichtige Funktionen in der Regulation von T-Zellantworten haben. Viele dieser Moleküle sind zurzeit bezüglich ihrer genauen Funktion in der T-Zellregulation noch ungenügend untersucht. Wir haben in Vorarbeiten gefunden, dass CD63, ein Molekül über das im Zusammenhang mit T-Zellaktivierung noch sehr wenig bekannt war, als sehr starker T-Zellkostimulator wirkt. In diesem Projekt haben wir uns mit dem CD63 Molekül aber auch mit anderen alternativen kostimulatorischen Molekülen und Signalwegen befasst. In diesem Projekt wurde ein zelluläres System entwickelt mit dem man die Rolle von alternativen kostimulatorischen Molekülen in der Aktivierung von menschlichen T-Zellen bestimmen kann. Wir haben dieses System T-Zellstimulatoren genannt und konnten damit wichtige Erkenntnisse über die Rolle von alternativen kostimulatorischen Molekülen in T-Zellantworten gewinnen. CD28-negative T-Zellen sind im besonderen Maße auf alternative kostimulatorische Moleküle angewiesen sind. In älteren Personen stellen diese Zellen einen großen Teil der CD8 T-Zellen und die Akkumulation dieser Zellen trägt wesentlich zur Verschlechterung der Immunfunktionen im Alter bei. Wir haben alternative Kostimulatoren bezüglich ihrer Fähigkeit CD28-negative T-Zellen zu stimulieren untersucht und konnten zeigen dass das Molekül CD2 für die Aktivierung dieser Zellen eine besonders wichtige Bedeutung hat. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass CD2 einerseits für die Funktion von CD28-negativen Zellen wichtig ist, dass aber andererseits dieses kostimulatorische Molekül zu einer Zunahme dieser T-Zellpopulation in älteren Personen beitragen könnte. Dementsprechend stellt CD2 einen interessanten Ansatzpunkt dar, um der Verschlechterung der Immunfunktion in älteren Personen entgegenzuwirken. Um die Rolle von CD63 in der T-Zellaktivierung zu untersuchen haben wir T-Zellreporterzelllinien entwickelt, die es möglich machen die Aktivität von verschiedenen Transkriptionsfaktoren, die in T-Zellantworten eine wichtige Rolle haben gleichzeitig zu messen. Mit Hilfe dieser Zelllinie konnten wir zeigen, dass Antikörper die gegen CD63 gerichtet sind und Antikörper, die gegen CD28, den primären T-Zellkostimulator gerichtet sind, ein identisches Aktivierungsprofil in diesen T-Zellreporterlinien induzieren. Dies legt den Schluss nahe, dass CD63 in T-Zellen mit CD28 assoziiert ist und dass CD63 Antikörper ihre T-zellaktivierende Funktion über CD28 ausüben.