Forschungsziele

Zytokin-Heterokomplexe als Gerüst für die Zytokin-Signalübertragung:

Der EGFR kann mit anderen Zytokinrezeptoren Heterokomplexe bilden (Minutti et al. Immunity 2017). Die Bildung von Heterokomplexen zwischen Zytokinrezeptoren ist ein r?tselhafter Prozess. Wir gehen derzeit davon aus, dass die transiente Aktivierung des EGFR eine deutliche Clusterbildung von aktivierten Rezeptoren auf der Zelloberfl?che induziert. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e Cluster werden dann zu intrazellul?ren Signalkomplexen geleitet, von denen wir annehmen, dass sie Aktin-verankert sind. Nur in diesen signalkompetenten Clustern wird dann eine Interaktion zwischen den verschiedenen Signaltransduktionswegen initiiert. Wir verwenden mikroskopiebasierte Ans?tze, um diese Fragen zu beantworten.

EGFR-Signalweg in der Tumorentstehung und Krebstherapie:

Mehrere unterschiedliche Arten von Tumoren überexprimieren entweder eine wt- oder eine mutierte Form des EGFR. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e Tumorarten sind oft schwer zu behandeln, weisen einen ?Lymphozyten-Ausschluss“-Ph?notyp auf und sprechen schlecht auf eine Behandlung mit Checkpoint-Inhibitoren an. Wir vermuten, dass ?hnlich wie die Amphiregulin-vermittelte EGFR-Aktivierung auch die EGFR-Komplexe auf diesen Tumoren eine anhaltende Aktivierung des PLCγ-Signalwegs und damit die lokale Aktivierung von latentem TGFβ induzieren. Eine ?bersicht zu diesem Konzept finden Sie unter: Kapoor & Zaiss (2022) Biomedicines 27:52.

Um unsere Hypothese zu testen, etablierten wir zusammen mit dem MRC Mouse Genetics Research Institute in Harwell einen Mausstamm mit einer Punktmutation im EGFR (EGFR-Y992F). Bei diesem Mausstamm ist die selektive Verbindung zwischen dem EGFR- und dem PLCγ-Signalweg unterbrochen. Somit kann bei diesem Mausstamm die ?berexpression des EGFR nicht mehr zur lokalen Aktivierung von TGFβ führen. In Mausmodellen von spontanen Tumoren, die bekannt dafür sind, den EGFR überzuexprimieren, werden wir nun bestimmen, ob die Unterbrechung der Verbindung zwischen dem EGFR- und dem PLCγ-Signalweg die F?higkeit des Immunsystems verbessert, neu entstehende Tumore spontan zu beseitigen.

百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e Experimente werden zeigen, ob man durch die gezielte Blockade des EGFR in einer klinischen Applikation die lokale Tumormikroumgebung beeinflusst. Das erm?glichte es uns dann, klinisch zugelassene EGFR-Inhibitoren als Mittel zur Verbesserung der Wirksamkeit der Tumorimmuntherapiezu verwenden.

Um die Koordination von Immunantworten in Geweben zu gew?hrleisten, zum Beispiel bei Infektionen, beeinflusst der EGFR die Funktionalit?t von Leukozyten, wie z. B. T-Zellen, w?hrend verschiedener Phasen einer Immunantwort:

W?hrend der Einarbeitungsphase:

Unter Verwendung von Einzelzellsequenzierung und TCR-Klonierung fanden wir heraus, dass hochaffine TCR-Liganden die Expression des EGF-?hnlichen Wachstumfaktors HB-EGF induzieren. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e Expression von HB-EGF erh?ht die ?berlebensrate von geprimten naiven CD4-T-Zellen und verhindert die TGFβ-induzierte Th-17-Differenzierung dieser Zellen. Somit führt die EGFR-vermittelte Signalübertragung zur Expansion von TCR-Klonen mit hoher Affinit?t und verzerrt erregerspezifische Immunantworten in Richtung eines Th1-Ph?notyps, wodurch Autoimmunerkrankungen verhindert werden.

W?hrend der Effektorphase:

Unter Verwendung eines adoptiven T-Zell-Transfersystems in MHC-II-defiziente M?use haben wir die Mechanismen analysiert, durch die CD4-T-Zellen die EGFR-Expression verwenden, um den lokalen Entzündungszustand zu erkennen (Minutti et al. Immunity 2017). Wir fanden heraus, dass der EGFR Heterokomplexe mit IL-1R-verwandten Transmembranrezeptoren (TIR) ??bildet. Auf diese Weise k?nnen T-Zellen am Ort der Infektion Antigen-unabh?ngig funktionieren.

W?hrend der Abklingphase:

Anhand eines passiven Transfermodells stellen wir fest, ob die HB-EGF-Expression es lokalen Effektor-CD4-T-Zellen erm?glicht, der TGFβ-vermittelten Immunsuppression zu entkommen und so die lokale Entzündung, beispielsweise in entzündeten arthritischen Gelenken, aufrechtzuerhalten

Indem wir experimentell induzierte Entzündungen mit einem auf intravitaler Mikroskopie basierenden Ansatz bei Reporterm?usen kombinieren, bestimmen wir, wie lokale Entzündungen das EGFR / TGFβ-Crosstalk nutzen, um ein dynamisches, r?umlich-zeitliches Aktivit?tsmuster von TGFβ zu erzwingen, das die Pathogenbeseitigung mit der Wundheilung koordiniert.

Anhand von Infektionsmodellen testen wir, ob am Ort der Infektion die von Monozyten stammende HB-EGF-Expression vorherrscht und die TGFβ-Funktion unterdrückt und somit eine effiziente lokale Immunantwort aufrechterh?lt. Gleichzeitig herrscht in der Peripherie Amphiregulin vor und dadurch die TGFβ-Aktivierung, was dann zur Aufl?sung der lokalen Entzündung führt. Dadurch wird die Wundheilung erleichtert, indem die Differenzierung von Gewebestammzellen sowie von Myofibroblasten induziert wird.

百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e verst?rkte Myofibroblasten-Differenzierung tr?gt über eine verst?rkte Kollagenablagerung zur Wundheilung und zur Einkapselung der Infektionsstelle bei. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e verst?rkte Kollagenablagerung kann aber auch zu Gewebefibrose und Verlust der Organfunktion führen.

Wir entwicklen neutralisierende Antik?rper und peptidbasierte Inhibitoren, die spezifisch die Aktivit?t von entweder Amphiregulin oder HB-EGF blockieren k?nnen.

Der Amphiregulin-spezifische Inhibitor verhindert und kehrt Lungenfibrose in einem chronischen Lungenentzündungsmodell (Hausstaubmilbenextrakt) und einem Bleomycin-Modell um. Wir beabsichtigen, diese Inhibitoren für den therapeutischen Einsatz bei lungentransplantierten Patienten und bei Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose (IPF) weiterzuentwickeln.

Au?erdem m?chten wir den HB-EGF-Hemmer in Mausmodellen auf seine therapeutische Wirksamkeit testen, etwa bei der Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis. Wir gehen davon aus, dass HB-EGF das ?berleben von T-Effektorzellen verbessert und sie resistent gegen regulatorische T-Zell- und TGFβ-vermittelte Immunsuppression macht. HB-EGF-spezifische Inhibitoren sollten in entzündeten Gelenken eine Situation nachahmen k?nnten, die nach einer Behandlung mit TNFα-Inhibitoren beobachtet wird. Da war gezeigt worden, dass TNFα-Inhibitoren die Unterdrückungskapazit?t regulatorischer T-Zellen in entzündeten Gelenken verst?rkt. Somit k?nnten HB-EGF-spezifische Inhibitoren potenziell verwendet werden, um TNFα-Inhibitorbehandlungen bei ihrer klinischen Verwendung zu erg?nzen oder sogar zu ersetzen.