| Langerhans-Zellen (LCs) als Mitglieder der Familie der dendritischen Zellen (DCs) sind spezialisierte Antigen-präsentierende Zellen (APCs) und Wächter des Immunsystems, die in der äußersten Schicht der Haut lokalisiert sind. Das phänotypische Erscheinungsbild und die Funktion von DCs und LCs werden stark von molekularen sowie die Mikroumgebung betreffenden Veränderungen beeinflusst.
Der TGF-β-Signalweg ist weitgehend artenübergreifend konserviert und spielt bei verschiedenen biologischen Prozessen eine entscheidende Rolle. Um immunregulatorische Prozesse im Gleichgewicht zu halten ist eine strenge Regulierung erforderlich. Abweichungen in den Komponenten der Signalkaskade der TGF-β-Familie werden bei entzündungsbedingten Krankheiten oder bösartigen Tumoren festgestellt. TGF-β kann über den klassische TGF-β type I Rezeptor (ALK5) wirken, der zur weiteren Aktivierung von phospho-SMAD2,3 führt, oder über BMPR1a-Signale (ALK3), die phospho-SMAD1,5,8 vorgeschalten sind.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit zwei Hauptfragen. Das erste Ziel war herauszufinden, wie Signale aus der Mikroumgebung die Funktion und den Phänotypen der DCs in entzündeten Geweben beeinflussen. Konkret untersuchten wir den neu auftretenden CD1c+CLEC10A+ DC-Phänotyp und seine Beziehung zu klassischen LCs bei Psoriasis vulgaris, einer mit dem Immunsystem zusammenhängenden entzündlichen Hauterkrankung, die eine starke Hochregulierung des TGF-β-Familienmitglieds BMP7 aufweist. Zusätzlich zu menschlichen Patientenbiopsien untersuchten wir mechanistisch die Plastizität von CD1c+ DCs (cDC2s) im Blut unter Verwendung von CD34+ hämatopoetischen Vorläuferzellen, isolierten Zellfraktionen aus peripherem Blut und transkriptomischer Datenanalyse. Wir fanden heraus, dass BMPR1a und TGFβR Co-Signaling, die beide in der entzündeten Haut aktiviert werden, einen Axl+CD1c+ Phänotyp in CD34+ Vorläuferzellen sowie in cDC2s aus Blut induzieren, und in ähnlicher Weise in der menschlichen psoriatischen Haut vorhanden sind. Darüber hinaus führte die Hemmung der entzündungsassoziierten p38MAPK-Signalgebung zur Umwandlung eines TGF-β1-induzierten RelB+cDC2-Phänotyps in Relb-LCs. Zusätzlich etablierten wir ein serumfreies Differenzierungsmodell unter Verwendung von BMP7 und TGF-β1, welches die Generierung von Zellen mit cDC2 und LC Charakteristika aus humanen Vorläuferzellen ermöglicht.
Das zweite Ziel war es, die Rolle der TGF-β-Signalgebung und ihr Zusammenspiel mit der Notch-Signalgebung im Verlauf der seltenen, durch eine Mutation ausgelösten histiozytären Erkrankung BRAFV600E-Langerhans-Zell-Histiozytose (LZH) zu untersuchen. LZH tritt meist im Kindes- und Jugendalter auf. Unter Verwendung von BRAFV600E positiven hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen entschlüsselten wir jene spezifischen Co-Signale aus der Mikroumgebung welche den LCH Phänotyp induzieren. Wir fanden heraus, dass die BRAFV600E -Mutation die Generierung von Monozyten fördert und eine Notch-Signalübertragung für die Entwicklung des LCH-Phänotyps entscheidend ist. Durch die Verwendung von BRAFV600E Vorläuferzellen ahmten wir einen BMPR1a-abhängigen E-Cadherin+ LCH-Phänotyp nach, der als lokalisierte Erkrankung vermutet wird, sowie einen klassischen TGF-β1-Signal-abhängigen E-Cadherin-LCH-Phänotyp, welcher als systemische (disseminierte) Histiozytose klassifiziert wurde. Darüber hinaus beobachteten wir, dass sowohl BRAFV600E Zellen als auch primäre Patientenbiopsien eine Aktivierung von Komponenten des TGF-β-Signalwegs aufweisen. Weiters konnten wir zeigen, dass die Hemmung des Transkriptionsfaktors RelB in BRAFV600E positiven Vorläuferzellen den mutationsbedingten monozytären Phänotyp verringerte, was auf ein potenzielles therapeutisches Ziel hinweist.
|
