Real-time quantitative in vivo imaging of chemokine and chemokine receptors dynamics during intrathymic cell migration

01.06.2017 bis 31.05.2020

Die Zellbewegung ist essentiell für die T-Zell-Entwicklung im Thymus. Thymozyten bewegen sich in verschiedene Nischen innerhalb des Thymus mit Hilfe von Chemokin und Chemokin-Rezeptoren, damit sie mit anderen Zellen interagieren und notwendige Signale für ihre Differenzierung zu T-Zellen empfangen.
Eine Veränderung der Zellbewegung kann entweder zu einer defekten T-Zell-Entwicklung oder einer Autoimmunität führen. Unser gegenwärtiges Verständnis wie Zellen ihre Bewegung kontrollieren, leitet sich aus Studien in Zellkultur oder Analysen im fixierten Gewebeschnitten ab.
Wie Thymozyten ihr Wanderungsverhalten innerhalb des Organs kontrollieren ist noch nicht klar.
Wir haben vor kurzem ein neues in vivo System etabliert um die T-Zell-Entwicklung auf ganzer Organebene direkt zu untersuchen. Die Ergebnisse aus unseren bildgebenden Verfahren in transgenen Jungfischen hat uns erstmalig wertvolle Einblicke in das Bewegungsverhalten aller Thymozyten in einem vollfunktionellen Thymus gegeben: Thymozyten haben ein insgesamt heterogenes Bewegungsverhalten, denen ein erkennbares globales Muster fehlt. Jedoch, Thymozyten in demselben Entwicklungsstadium zeigen ein charakteristisches Bewegungsmuster.
Das interdisziplinäres Projekt beschäftigt sich mit den grundlegenden Fragen, in wie weit Thymozyten unterschiedliche Nischen im Thymus erkennen und wie das T-Zelldifferenzierungsprogramm das Bewegungsverhalten und die Zellinteraktion reguliert.
Es setzt sich zum Ziel mit Hilfe quantitativer in vivo Bildgebung und innovativen molekularen Methoden – die wir entwickelt haben – die Aktivität von Chemokin und Chemokin-Rezeptoren live zu messen. Die quantitativen Daten aus in vivo Bildgebungsverfahren liefern eine reiche räumlich-zeitliche Auflösung, die erforderlich ist, um mathematische Modelle zu entwickeln und zu erklären wie die Zellbewegung im Thymus genau reguliert ist.
Weiterhin erfolgt eine tiefgehende Charakterisierung von molekularen Mechanismen welche die Expression von Chemokin-Rezeptoren auf Transkriptions- und Posttranslationsebene regulieren. Aus den im in vivo System erzielten Ergebnissen werden grundlegende Erkenntnisse über die Zelldynamik während der T-Zell-Entwicklung erwartet, die von Relevanz für das humane System sein werden.