Analyse der tolerogenen Funktion von ct-CD45 auf T-Zellen

T Zellen spielen eine entscheidende Rolle in der Immunabwehr von Pathogenen. Die Aktivierung und Funktion von T Zellen wird durch eine Vielzahl von extrazellulären Signalen in Form von löslichen und membranständigen Liganden kontrolliert. Die Bindung dieser Liganden an Rezeptoren auf der Oberfläche von T Zellen wird in intrazelluläre Signale translatiert, die in der Zelle prozessiert werden und die Art, Stärke und das Ende der Immunantwort bestimmen. CD45, der Prototyp einer transmembranen Proteintyrosinphosphatase (PTP), spielt eine zentrale Rolle in der Prozessierung von Signalen in eine entsprechende Reaktion von Immunzellen, indem es die Phosphorylierung von Proteintyrosinkinasen steuert. Wir haben kürzlich entdeckt, dass der zytoplasmatischen Teil von CD45 Molekülen (ct-CD45) im Zuge der Aktivierung von humanen Monozyten und Granulozyten durch Pilze, durch Proteasen abgespalten wird und danach freigesetzt wird. Interessantweiser konnte die Proliferation von T Zellen, die durch Dendritische Zellen oder mittels CD3 Antikörper induziert wurde, durch die Zugabe von ct-CD45 gehemmt werden. Diese Daten belegen daher, dass Fragmente von der intrazellulären Domäne von CD45 von humanen Phagozyten als interzelluläre Regulatoren der T Zellaktivierung fungieren können. In diesem Projekt wollen wir nun einerseits die molekularen Mechanismen untersuchen wie lösliches ct-CD45 die Proliferation von T Zellen inhibiert und andererseits die physiologische Bedeutung von ct-CD45 analysieren. Zunächst wollen wir überprüfen, ob PRAT4A (protein associated with Toll-like receptor 4), ein Protein, dass wir kürzlich als möglichen Bindungspartner für ct-CD45 identifiziert haben, für die inhibitorischen Effekte von ct-CD45 auf T Zellen verantwortlich ist. Weiters wollen wir die molekularen und funktionellen Konsequenzen der Signale studieren, die durch ct-CD45 in T Zellen induziert werden, insbesondere die Rolle von Schlafen12 in diesem Prozess. Im dritten Teil unseres Projektes wollen wir die Expression von ct-CD45 in Patienten mit Infektionskrankheiten untersuchen, insbesondere Patienten mit Pilzinfektionen, wo wir bereits ct-CD45 im Serum von Patienten mit systemischer Candidosis nachweisen konnten. Pilze, wie z.B. Candida albicans, sind kommensale Mikroben mit effektiven Strategien, um einer Immunantwort zu entkommen. Unsere Beobachtungen deuten daraufhin, dass Pilze in der Lage sind diese alternative Funktion von CD45 benützen um das Immunsystem auszutricksen. Ct-CD45 könnte daher nicht nur als Biomarker für Pilzinfektionen dienen, sondern auch ein potenzielles Angriffsziel im Kampf gegen Pilzinfektionen darstellen, insbesondere bei immunsupprimierten Patienten. Darüber hinaus könnte ct-CD45 auf Grund seiner profunden inhibitorischen Effekte auf T Zellen ein neues immunsuppressives Agens sein, das für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie z.B. Rheumatoider Arthiritis eingesetzt werden kann.

T Zellen spielen eine entscheidende Rolle in der Immunabwehr. Die Aktivierung und Funktion von T Zellen wird durch eine Vielzahl von extrazellulären Signalen in Form von löslichen und membranständigen Liganden kontrolliert. Die Bindung dieser Liganden an Rezeptoren auf der Oberfläche von T Zellen wird in intrazelluläre Signale translatiert, die in der Zelle prozessiert werden und die Art, Stärke und Angemessenheit der Immunantwort bestimmen. Unsere Gruppe hat nun entdeckt, dass der zytoplasmatische Teil von CD45-Rezeptoren (ct-CD45) proteolytisch durch ?-Sekretase abgespalten werden kann und bei Aktivierung von humanen Phagozyten freigesetzt wird. Interessanterweise übt lösliches ct-CD45 eine hemmende Funktion auf T Zellen aus. In diesem Projekt wurden nun die molekularen Mechanismen, über welche lösliches ct-CD45 die T Zell-Aktivierung hemmt analysiert und die potenzielle biologische Bedeutung von ct-CD45 bei Menschen innerhalb dieses Projekts untersucht. Wir konnten in diesem Projekt nun zeigen, dass ct-CD45 in menschlichem Plasma von Erwachsenen vorhanden ist und dazu beiträgt, dass T Zellen im Blut in einem Ruhezustand verweilen. Außerdem fanden wir heraus, dass T Zellen, die in Gegenwart von ct-CD45 aktiviert werden, anergisiert sind. Induktion von Schlafen 12 (SLFN12) in T Zellen durch ct-CD45 trägt zu diesem hypo-proliferativen Zustand in T Zellen bei. Dabei kommt es zur Hemmung der Expression von Cyclin D1, das ein wichtiger Zellzyklusregulationsfaktor in der frühen G1-Phase ist. Dadurch unterscheidet sich ct-CD45-induzierte T Zell-Anergie von klassischer T Zell-Anergie, die den Zellzyklus in der späten G1-Phase blockiert.Die Ergebnisse unsere Studie zeigen daher, dass die intrazelluläre Domäne von CD45 aus humanen Phagozyten ein potenter interzellulärer Regulator der T Zellaktivierung darstellt. Dieser neuartige Mechanismus der Immunmodulation könnte die Basis für einen neuen, immun-suppressiven Wirkstoff sein, der für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie z.B. Rheumatoider Arthritis eingesetzt werden kann. Darüber hinaus könnte ct-CD45 als Biomarker für die Diagnostik von Entzündungsreaktionen fungieren.