Erforschung molekularer Netzwerke von T-Zellen
Helfer-T-Lymphozyten sind wichtige Zellen des adaptiven Immunsystems, da sie fremde Antigene erkennen und sich je nach Art des Pathogens zu verschiedenen Untergruppen differenzieren. Allerdings ist kaum geklärt, wie diese Differenzierung auf molekularer Ebene stattfindet. Bisherige Studien basierten auf konventionellen Transkriptomanalysen an Zellpopulationen, wobei allerdings nur Mittelwerte einer großen Anzahl von Zellen dargestellt werden und unterschiedliche Zelltypen in der Population unberücksichtigt bleiben. Um diese Hürde zu nehmen, führte das EU-finanzierte Projekt "The molecular regulation of T helper cell subtype plasticity" (THPLAST) dynamische Analysen des Immunsystems durch, insbesondere zur Differenzierung von T-Helferzellen auf Einzelzellebene. Für die Studie wurde ein Mausmodell für eine Typ-2-Immunantwort nach Infektion mit dem Wurm N. brasiliensis generiert. Dann wurden einzelne CD4+T-Helferzellen aus verschiedenen Mausgeweben isoliert und daran Genexpressionsanalysen durchgeführt. Wie sich herausstellte, war die Methode sensitiv genug, mit einer Fehlerquote im akzeptablen Bereich und hinreichender Korrelation zwischen mRNA- und Proteinkonzentration. Im Anschluss wurde die Expression bei 96 verschiedenen Genen in naiven und aktivierten T-Zellen analysiert. Aktivierte T-Zellen wiesen eine höhere Expression von Genen auf, die für die Th2-Immunität und regulatorische T-Zellen relevant sind. Basierend auf diesen Genexpressionsdaten lassen sich diese Zellen in drei verschiedene Populationen einteilen: regulatorische T-Zellen, follikuläre Th-Zellen und eine andere bislang unbekannte Untergruppe. Die Letztere dieser Populationen exprimiert den Hormonkernrezeptor RORA und induziert offenbar die Zytokinsekretion und Zellaktivierung. Da diese RORA-positiven Zellen überwiegend in peripherem Gewebe wie Lunge und Darm lokalisiert waren, gilt ihre Schlüsselfunktion für die lokale Immunantwort als gesichert. Insgesamt wird THPLAST neue Erkenntnisse zum regulatorischen Netzwerk liefern, das an der Entwicklung von T-Helferzellen beteiligt ist. Zu den wichtigsten Ergebnissen der Studie gehört die Identifizierung von Zellen mit inhärenter Plastizität, die in der Lage sind, sich abhängig vom extrinsischen Signal in verschiedene Zell-Untergruppen zu differenzieren.
Schlüsselbegriffe
T-Helferzellen, adaptive Immunität, molekulare Regulation, Plastizität, Zelldifferenzierung
