Projekt A3sc - Ein Atlas der Atemwege auf Einzelzellebene (AAAsc)

Das zunehmende Auftreten chronischer Atemwegserkrankungen ist ein Problem der öffentlichen Gesundheit, von dem Hunderttausende Menschen auf der ganzen Welt betroffen sind, darunter auch Kinder. Die Atemwege sind atmosphärischen Aerokontaminanten (Verschmutzung, Allergene) direkt ausgesetzt und stellen ein komplexes Ökosystem dar, an dem verschiedene Zellen beteiligt sind, die komplexe Wechselwirkungen mit dem umgebenden Bindegewebe, aber auch mit ihrer reichen Immunumgebung und mit der Mikrobiota entwickeln. Obwohl bei bestimmten Erkrankungen, wie z. B. allergischen Erkrankungen, ein pathophysiologisches Kontinuum zwischen den nasalen und bronchialen Atemwegen postuliert wird, haben wir breite Gradienten in der Genexpression zwischen nasalen und bronchialen Proben identifiziert. Aus diesem Grund muss die zelluläre Variabilität im gesamten Atmungsbaum im Detail untersucht werden.

Die Sequenzierung von spezifisch in einer bestimmten Zelle vorhandenen RNAs und deren Vergleich mit Nachbarzellen ermöglicht es uns, genaue zelluläre Beiträge und interzelluläre Beziehungen zu dokumentieren. Unser Projekt wird Protokolle zur Stabilisierung von Atemwegsabstrichen durch Bürsten und/oder Biopsie unter Bedingungen erstellen, die dann die Analyse von Genexpressionsprofilen auf Einzelzellebene (Einzelzell-RNA-Sequenzierung) ermöglichen.

Die Entwicklung des „Einzelzell“-Stabilisierungs- und Analyseprotokolls wird zunächst an primären respiratorischen Epithelkulturen durchgeführt und dann auf respiratorische Proben von gesunden Freiwilligen ausgedehnt. Durch Probennahme auf mehreren Ebenen des Atmungsbaums werden Variationen in der Expression entlang der tracheobronchialen Achse vollständig dokumentiert. Schließlich wird die Interaktion zwischen dem Epithelkompartiment und dem immunologischen Kompartiment untersucht, indem die Genexpression auf einer einzelnen Zelle in verschiedenen physiopathologischen Kontexten analysiert wird.