Understanding IgE Glycosylation

Antikörper (AK) sind wichtige Bestandteile des menschlichen Immunsystems. Sie zirkulieren im Serum als sogenannte Glykoproteine, d.h. das Protein trägt eine wichtige Modifizierung, nämlich Zuckerreste (Glykane). Obwohl schon lange bekannt ist, dass Zucker Einfluss auf die Aktivität von Proteinen generell und im speziellen auf AK haben, ist deren Untersuchung sehr schwierig, nicht zuletzt aufgrund der Vielfalt der Zuckerstrukturen. Die Antragstellerin hat ein einzigartiges System entwickelt das es ermöglicht AK mit homogener Glykosylierung herzustellen. Das erlaubt eine detaillierte Untersuchung des Zusammenspiels Zucker, Protein und Funktion. Ziel dieses Projektantrages ist die Erforschung des Einflusses von Glykanen auf Struktur und Funktion von IgE Antikörper. Diese Antikörperklasse, die vor allem bei allergenen Reaktionen und bei der Abwehr von Parasiten eine bedeutende Rolle spielt, ist besonders komplex glykosyliert, IgE zirkuliert im Serum in 30 – 40 Glykoformen. Die erste große Herausforderung ist also die Herstellung von IgE mit einer homogenen Zuckerstruktur. Dies erfordert ein genaues Wissen über die Prozessierung solcher Strukturen und deren Zusammenbau am IgE Molekül, was Gegenstand des ersten Teiles Projektantrages ist. Aufbauend auf dieses Wissen ist es in Folge Ziel IgE mit exakt definierten Glykanen herzustellen. Das erfolgt mithilfe von Pflanzen die dahingehend modifiziert werden sodass sie definierte Zucker synthetisieren. Damit sind wesentliche Voraussetzungen für weitere Untersuchungen gegeben. Diese beinhalten eine Analyse des Einflusses einzelner Zucker auf die Struktur der IgE Moleküle und in weiterer Folge auf deren Funktion. Funktionsexperimente umspannen eine Reihe von Test mit immunrelevanten Zellen. Diese werden in Zusammenarbeit mit renommierten Allergologen/ Immunologen (Prof. Rudolf Valenta, AKH Wien und Sophia Karagiannis, Kings College, London) durchgeführt. Es wird erwartet dass die Ergebnisse neue Erkenntnisse über das hochkomplexe Zusammenspiel Antikörper-Zucker und Immunsystem aufdecken. Wir erwarten dass die Ergebnisse dazu beitragen das Immunsystem besser zu verstehen und aufbauend darauf neue Therapieansetze entwickelt werden können.