Untersuchung der Gene NDRG4, MXI1 und BTG1 in Treg

Das menschliche Immunsystem unterliegt einer Vielzahl an regulatorischen Prozessen, die dafür sorgen, dass Abwehrreaktionen nur gegen Pathogene wie Bakterien, Viren, Pilze und auch Tumorzellen vorgehen, während körpereigenes Gewebe unversehrt bleibt. In diesem Zusammenhang spielen sogenannte regulatorische T-Zellen (Treg) eine wichtige Rolle. Tatsächlich wird in vielen Erkrankungen, bei denen Fehlreaktionen des Immunsystems stattfinden (z.B. Allergien und Autoimmunerkrankungen wie Rheumatoide Arthritis und Typ I Diabetes), auch ein fehlerhaftes Verhalten der Treg beobachtet. Treg unterscheiden sich von anderen Zellen des Immunsystems durch ein spezifisches Genexpressions-Muster, das ihre einzigartigen Funktionen steuert. Dieses ist allerdings noch nicht vollständig erforscht. In dem Projekt Assessment of NDRG4, MXI1 and BTG1 in thymic-derived regulatory T-cells unter der Leitung von Mag.DDr. Klaus Schmetterer (Klinisches Institut für Labormedizin, Medizinische Universität Wien) wird darauf abgezielt, die Rolle der kürzlich als Treg- spezifisch identifizierten Gene NDRG4, MXI1 und BTG1 zu entschlüsseln. Dafür werden diese Gene mittels genetischer Methoden in Immunzellen gezielt ein- oder ausgeschaltet und der Einfluss dieser Manipulationen auf das Verhalten der Zellen untersucht. Aus diesen Experimenten sollen Rückschlüsse gewonnen werden, welche Funktionen in Treg durch diese drei Gene gesteuert werden. Daraus könnten sich neue Ansätze ergeben, wie Treg zu therapeutischen Zwecken in der Behandlung von Allergien und Autoimmunerkrankungen manipuliert werden können. Des Weiteren könnten diese Studien auch erste Hinweise geben, ob ich sich eines oder alle dieser drei Gene als diagnostische Marker bei diesen Erkrankungen eignen.

Die Reaktionen des Immunsystems sind durch verschiedene Mechanismen reguliert, was ein geordnetes An- und Abschalten ermöglicht. Eine spezialisierte Zellgruppe, sogenannte regulatorische T-Zellen (Treg), spielen eine Schlüsselrolle im Stillhalten und Abschalten des Immunsystems und verhindern dadurch falsche und zu starke Reaktionen. Fehlfunktionen der Treg können unter anderem zu Autoimmunerkrankungen (z.B. Multiple Sklerose) führen. In diesem Projekt zielte die Arbeitsgruppe rund um Klaus Schmetterer, Klinisches Institut für Labormedizin, Medizinische Universität Wien, darauf ab, neue molekulare Mechanismen zu untersuchen, die diese Zellen in ihrer Funktion steuern. Diesbezüglich konnte zunächst gezeigt werden, dass die Aktivität der Treg unabhängig von einem Schlüsselsignalweg (dem sogenannten NF-kB Signalweg) ist, was eine bis jetzt unbekannte Erkenntnis darstellt. Dies kommt besonders überraschend, da praktisch alle Zellen des Immunsystems in ihrer Aktivität durch diesen Signalweg gesteuert werden. Weiters konnten neue Interaktionen zwischen dem Stoffwechsel von Treg und Faktoren, die die Genexpression steuern, aufgedeckt werden. In diesem Zusammenhang wurde vor allem die Rolle des Proteins SOX4 untersucht. SOX4 ist ein sogenannter Transkriptionsfaktor und steuert spezifische genetische Muster in Zellen. Die Rolle von SOX4 im Immunsystem ist bis jetzt gänzlich unbekannt. Es konnte zusätzlich gezeigt werden, dass die Aktivität des SOX4 Proteins durch Prozesse des Zellstoffwechsels wie zum Beispiel die Autophagie (die sogenannte "Zelluläre Müllabfuhr") verändert werden. Diese Studien konnten hier also einen vollkommen neuen Mechanismus der Regulation des Immunsystems identifizieren. Zusammengefasst könnten diese Untersuchungen die Grundlage für ein erweitertes Verständnis der Prozesse im Immunsystem bilden. Daraus lassen sich auch mögliche neue Therapieansätze für Erkrankungen mit einem Beitrag des Immunsystems (Autoimmunerkrankungen, Allergien, Organ-Abstossung,) ableiten.