Die Rolle von BH3 Proteinen in der B Zell Homöostase

B Zell-aktivierender Faktor der Tumor Nekrose Faktor (TNF) Familie, BAFF, ist ein kritischer Faktor für die Reifung der B Zelle. Verlust von BAFF führt zum Tod von B Zellen und B Zellmangel wohingegen ein Überschuss die Ausbildung von Autoimmunerkrankungen und die Entwicklung von B Zell Tumoren fördern kann. BAFF kann seine Signale über drei verschiedene Rezeptoren ins Zellinnere weiterleiten i.e. TACI, BCMA und BAFF-R. Letzterer ist besonders kritisch für die B Zellreifung und deren Überleben. BAFF-R Ligation führt zur Aktivierung von verschiedenen Signalkaskaden wie z.B. der ERK/MAPK, PKCß, AKT und NF-kB Kaskade, die einerseits die metabolische Fitness als auch das Überleben von heranreifenden B Zellen regulieren. Das Überleben von B Zellen wird von Mitgliedern der Bcl2 Familie reguliert. Dazu passend kann Überexpression von Bcl-2 B Zellen in Abwesenheit von BAFF vor programmierten Zelltod (Apoptose) retten. Die Überlebensfunktion von Bcl2 wird durch zelltod-fördernde Mitglieder aus derselben Familie, den "BH3-only Proteinen", wie z.B. Bim, neutralisiert. Bim reguliert gemeinsam mit Bcl2 die Homöostase von Lymphozyten. Beispielsweise führt eine Aktivierung des B Zell Rezeptors während der Selektion von potentiell autoreaktiven B Zellen zu einer Aktivierung von Bim, welche aber durch BAFF im Reagenzglas inhibiert werden kann. Passend zu dieser Beobachtung ist die Tatsache, dass sowohl Bim-defekte als auch BAFF-transgene Mäuse Autoimmunerkrankungen entwickeln. Neben der Fähigkeit Autoimmunität zu fördern gibt es auch vermehrt Hinweise darauf, dass BAFF von B Zelltumoren als autokriner Wachstumsfaktor genutzt wird. Auch hier gilt die These, dass BAFF die Expression von Bim konterkariert um diese biologischen Effekte zu erzielen, da Abwesenheit von Bim B Zell Neoplasien im Tiermodell fördert und Verlust von Bim bei malignen Erkrankungen als auch Autoimmunität im Menschen beobachtet wurde. Das Überleben oder die Transformation von B Zellen wird jedoch nicht alleinig durch Bim reguliert. Eine Reihe von Berichten legt die Vermutung nahe, dass andere Mitglieder der "BH3-only" Familie, wie zB. Puma, Bad oder Bmf, bei der Kontrolle der B Zellreifung und Suppression von B Zell Neoplasien wichtig sind. Daher schlage ich vor die Rolle von BH3 Proteinen für die von BAFF-regulierte B Zellreifung und Überlebenskontrolle zu untersuchen. Als "in vitro" Modell dienen uns hierfür eine BAFF-sensitive murine B Zellline, primäre humane Milzzellen als auch Proben von Patienten, die an chronisch lymphatischer B Zell- Leukämie erkrankt sind. Als genetische Werkzeug planen wir die Generation und Analyse von Mäusen, in denen BAFF entweder durch transgene Expression von einem Rezeptor-Fusionsprotein (TACI-Ig), oder Deleteion des BAFF-Rezeptors ausgeschaltet wird und denen gleichzeitig das eine oder andere BH3-Protein fehlt. Darüber hinaus planen wir die Effizienz einer kombinierten Therapie bestehend aus BAFF-Inhibiton und gleichzeitiger Apoptoseinduktion mittels BH3-Peptidomimetika in einem experimentellen Modell zu testen. Wir erhoffen uns dadurch neue Erkenntnisse wie BAFF B Zell Entwicklung und Homöostase reguliert. Darüber hinaus erwarten wir uns einen Beweis für unsere These, dass ein kombinierter Einsatz von BAFF-Hemmern und BH3-Peptidomimetika für die Behandlung von Autoimmunität und B Zell Neoplasien, die mit einer Erhöhten Produktion von BAFF einhergehen, sinnvoll wäre.

B Zellen sind zentraler Bestandteil unseres Immunsystems und für die Antikörperproduktion verantwortlich. B Zellen bilden sich im Knochenmark aus hematopoetischen Stammzellen und werden dabei über verschiedene Zwischenstufen ausgebildet und gleichzeitig tolerant gegenüber körpereigenen Strukturen gemacht. Durch Kontakt mit körperfremden Strukturen, z.B. die von Viren oder Bakterien stammen, können B Zellen selektiv aktiviert werden, produzieren dabei spezifische Antikörper, oder werden Teil unseres immunologischen Gedächtnisses. Fehler in der Etablierung von Toleranz bzw. bei der Reifung oder Aktivierung von B Zellen kann jedoch zur Ausbildung von Autoimmunerkrankungen oder Krebs beitragen. Die Reifung und Aktivierung von B Zellen wird durch verschiedene körpereigene Moleküle, wie z.B. BAFF oder APRIL beeinflusst, welche wiederum die Menge und Aktivität von Zelltod-fördernden und Zelltod-hemmenden Proteinen bestimmen und so über das Schicksal von B Zellen (Tod oder Überleben) mitentscheiden. Ziel dieses Projektes war es den Einfluss des Signalmoleküls BAFF auf die Entwicklung von B Zellen zu studieren und dabei dessen Einfluss auf die Zelltod-regulierenden Proteine der Bcl2 Familie zu untersuchen. Darüber hinaus sollten erste Daten gesammelt werden, ob diese Proteine geeignete Ziele bei der Therapie von B Zell-getriebenen Erkrankungen, wie Autoimmunität und B Zell Leukämie, sein könnten. Mittelfristig sollte dies unser Verständnis der B Zell Biologie vertiefen und aufklären, ob sich diese Moleküle alleine, oder gemeinsam, als potentiell Ziele für die Behandlung dieser Erkrankungen eignen würden. Unsere eigenen Analysen führten zu folgenden neuen Erkenntnissen: 1) Eine bestimmte Untergruppe von Bcl2 Proteinen, "BH3-only" Proteine, regulieren die Zahl von B Zellen im Körper. 2) Die BH3-only Protein Bim und Bmf sind essentiell um B Zell Toleranz zu etablieren (autoreaktive Zellen zu eliminieren) und verhindern dadurch Autoimmunität, aber auch spontane Tumorbildung. 3) BAFF unterdrückt Bim und Bmf um die Ausbildung von kompetenten B Zellen zu ermöglichen 4) Neutralisierung von BAFF kann die Entstehung von Erkrankungen verzögern, die durch erhöhte Bcl2 Spiegel vermittelt werden (Autoimmunität, Lymphombildung) 5) BAFF kann die Sensitivität von Tumorzellen auf bestimmte Krebsmedikamente negativ beeinflussen und somit als potentieller prognostischer Marker bei chronisch lymphatischer Leukämie (CLL) betrachtet werden.