TAhRget Modulation der AhR-abhängigen Inflammation und Organprotektion - Metabolomische Untersuchungen von AhR-Liganden

Abstract

Entzündungsbedingte Organschäden sind ein bedeutender pathologischer Faktor chronischer Erkrankungen wie der chronischen Nierenerkrankung (CKD) und der Multiplen Sklerose (MS). Der Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR) ist ein Liganden-aktivierter Transkriptionsfaktor, der durch eine Vielzahl von Liganden aktiviert wird. Er ist offenbar an der Fehlregulation des Immunsystems bei CKD und MS beteiligt, interessanterweise jedoch in gegensätzlicher Hinsicht. Während es bei CKD aufgrund der verminderten Fähigkeit Liganden über den Urin auszuscheiden zu einer Überaktivierung des AhR kommt, scheint bei MS ein Mangel an Liganden mit erhöhter Entzündungs- und Krankheitsaktivität einherzugehen. Dieses Phänomen werden wir in diesem Verbund nutzen, um die Mechanismen AhR-vermittelter Immunantworten als krankheitsübergreifenden Pathomechanismus aufzuklären. Unsere Arbeitsgruppe hat sich insbesondere in Teil-Projekt 2 für die qualitative und quantitative Analyse von Liganden des AhR, ihren Vorläufern und Metaboliten eingebracht. Ein weiteres Ziel ist die detaillierte Untersuchung metabolomischer Veränderungen, die durch den AhR Signalweg verursacht werden. Hierfür werden Methoden der Massenspektrometrie (MS), allein oder in Kopplung mit Flüssig- (LC) oder Gaschromatographie (GC), sowie Kernresonanzspektroskopie (NMR) verwendet. Mit unseren Technologieplattformen unterstützen wir die anderen Teilprojekte und tragen essenzielle Informationen zu AhR Liganden bei. Dies beinhaltet in-vitro, ex-vitro und in-vivo Experimente mit stabilen Isotopen markierten Substraten, um insbesondere den Stoffwechsel von Tryptophan, dem Ausgangssubstrat für die Biosynthese von Kynurenin- und Indolderivaten, im Detail zu charakterisieren. Hier werden zusätzlich zu mit 13C und/oder 15N markierten Tracern auch fluorierte Moleküle verwendet werden. Sie haben den Vorteil, dass sie kostengünstiger sind und selektiv mit 19F NMR detektiert werden können, da das natürliche Vorkommen von 19F im Körper sehr gering ist. Des Weiteren bringen wir unsere bioinformatische Expertise ein, um die in den Teilprojekten generierten, unterschiedlichen Datensätze zu integrieren.