Antikörper (Immunoglobuline; IgG) sind mitunter die wichtigsten Moleküle unseres Immunsystems bei der Bekämpfung von Krankheitserregern und entarteten Körperzellen. Diese Y-förmigen Proteine können mit Hilfe ihrer zwei „Ärmchen“, den sogenannten Fab-Regionen, spezifische Strukturen auf der Oberfläche von Viren, Bakterien und Tumorzellen erkennen und sich fest an diese binden. Der so von der Oberfläche der markierten Zielzelle abstehende Stamm des Y-förmigen Antikörpers, die s.g. Fc-Region wird anschließend von weiteren Molekülen des Immunsystems erkannt. Dies zieht im Idealfall die Durchlöcherung der Zellmembran und damit die Zerstörung der Zielzelle im Rahmen des klassischen Komplementpfades nach sich.

In unserem Blut gibt es vier unterschiedliche IgG-Antikörper Subklassen (IgG1 – IgG4). Diese unterscheiden sich strukturell, hauptsächlich durch die Länge und Flexibilität der so genannten ‚Hinge‘ Region (Gelenk das die Fab und Fc Regionen im Zentrum des Y miteinander verbindet). Im Zuge des Projektes IgGMedCompAct wird untersucht, wie genau diese unterschiedlichen IgG Subklassen die Zerstörung der Zielzelle einleiten. Von speziellem Interesse ist für uns dabei, ob ein vor kurzem neu entdeckter Mechanismus, welcher es den  IgG1 Antikörpern ermöglicht sich unter gewissen Umständen bei der Bindung an eine Zielzelle in Antikörper-Hexamere (d.h. schneeflockenartige Strukturen aus je sechs Y-förmigen Antikörpern) anzuordnen, auch für die anderen Antikörper Sublassen (IgG2, IgG3 und IgG4) existiert. Für IgG1 stellt dies einen entscheidenden Schritt zur Aktivierung des klassischen Komplementpfades und damit der Zerstörung der Zielzelle dar. Dahingehend werden wir untersuchen, ob dies auch für die anderen Subklassen zutrifft. Zudem werden wir weitere potentielle Einflüsse auf die erfolgreiche Aktivierung des Komplementsystems, wie die Bindungsstärke zwischen Antikörper und Zielzelle oder Unterschiede in der Antikörper Glykosylierung (der Art der angehängten Zuckermoleküle) genauer unter die Lupe nehmen.

In unserem Fall ist diese Lupe eine Kombination aus mehrerer High-End Mikroskopie Techniken (Hochgeschwindigkeits-Rasterkraftmikroskopie, Einzelmolekül Fluoreszenzmikroskopie) sowie Techniken zur Quantifizierung der Wechselwirkungen zwischen Antikörper, Zellmembranen und Komplement-Proteinen (Einzelmolekül Kraftspektroskopie und Quarz-Kristall Mikrowaage). Gemeinsam erlauben es uns diese Techniken diese Prozesse strukturell, sowie dynamisch - also zeitaufgelöst - zu entschlüsseln.

• Leitung seitens FHOÖ:  DI Dr. Johannes Preiner
• Förderprogramm: FWF Einzelprojekt
• Laufzeit: ab 01/2021
• Fakultät: Linz