Forschungsprojekte (WE 06)


AG Hartmann

Forschungsthema: „Immunregulation in Helmintheninfektionen“

Wir bearbeiten folgende Forschungsscherpunkte:

Forschungsschwerpunkt I:

  • Modulation von Zellen des angeborenen Immunsystems sowie T Zell Populationen durch Nematoden
    Ein Schwerpunkt des wissenschaftlichen Interesses unserer Gruppe ist die Modulation des Wirtsimmunsystems durch Nematodeninfektionen. Hierbei interessiert uns unter anderem die Frage, welche Zellen, Rezeptoren und Signalwege des Immunsystems adressiert werden.
    Makrophage-T Zell Interaktion

     

     

    Filarienlarve angegriffen von Immunzellen
    Quelle: Oliver Meckes, Eye of Science

     

    Diese Arbeiten werden durch folgende Drittmittelprojekte unterstützt:
    SFB 650
    IRTG 1673 
  • Zielzelle Makrophage
    Unsere Studien zeigen, dass Makrophagen eine wichtige Rolle in der Nematoden-induzierten Immunmodulation spielen (Schnöller et al. 2008, Figueiredo et al. 2009, Klotz et al. in Revision). Signaltransduktionsanalysen weisen darauf hin, dass in Makrophagen der MAP-Kinase Signalweg ausgenutzt wird. Die Adressierung dieses Signaltransduktionswegs in Makrophagen ist verbunden mit spezifischen Feedback-Signalen über Phosphatasen, welche die MAPKinasen dephosphorylieren (Klotz et al. 2011).
  • Makrophagenmodulation und Ausprägung der Helmintheninfektion
    Hierbei bearbeiten wir die Frage welche Rolle der Modulation der Makrophagen für die Ausprägung der Helmintheninfektion hat. Unsere Arbeitshypothese lautet, dass eine Empfänglichkeit für eine Infektion einhergeht mit der Effizienz der Makrophagenmodulation durch die Helminthen. Diese Arbeiten werden in Kooperation mit der Universität Hyderabad (Indien) und dem Blue Peter Research Center (Hyderabad, Indien) durchgeführt.
  • Zielzelle Mastzelle
    Eine weitere Zelle des angeborenen Immunsystems, die uns besonders interessiert ist die Mastzelle. In Kooperation mit Prof. Dr. M. Maurer (Charité, Berlin) untersuchen wir die Rolle der Mastzelle in einer intestinalen Nematodeninfektion. Diese Untersuchungen zur Entstehung einer Th2 Antwort in einer Helmintheninfektion tragen nicht nur zum immunologischen Verständnis der Helmintheninfektion bei, sondern auch zum besseren Verständnis der Th2 Antwort bei allergischen Reaktionen.
  • Zielzelle T Zelle
    Ein weiteres Interesse unserer Gruppe ist die Untersuchung von T Zellantworten in Nematodeninfektionen. Wir konnten unter anderem zeigen, dass im Verlauf der Nematodeninfektion sehr effektive regulatorische T Zellen induziert werden. Über diese suppressiven T Zellen werden im Infektionsverlauf überschießende Effektorantworten, starke Th2 Antworten und die Immunpathologie des Wirtes supprimiert (Rausch et al. 2008, Rausch et al 2009). Studien über die Induktion regulatorischer T Zellen und die Konversion vorhandener T Zell Populationen werden zeigen, ob Nematoden spontan T Zellen eines regulatorischen Phänotyps induzieren bzw. vorhandene T Zellpopulationen reprogrammieren können.

Forschungsschwerpunkt II

  • Charakterisierung immunregulatorischer Komponenten und deren Verwendung zur Modulation immunbedingter Erkrankungen
    Parasiten sezernieren Immunmodulatoren, um verschiedene Arme des Immunsystems zu beeinflussen. Ein besseres Verständnis der Immunmodulatoren parasitischer Würmer und ihrer Mechanismen könnte dazu beitragen, neue Therapeutika zur Linderung immunpathologischer Erkrankungen zu entwickeln.
    Diese Arbeiten werden durch folgende Drittmittelprojekte unterstützt:
    American Broad Foundation
    SFB 852
    GK 1121
  • Verwendung rekombinanter Immunmodulatoren zur Immunintervention
    Wir analysieren, ob von uns identifizierte und klonierte immunregulatorische Moleküle von Gewebe-bewohnenden und intestinalen Nematoden zur Immunintervention muriner entzündlicher Erkrankungen eingesetzt werden können (Hartmann & Lucius 2003, Sereda et al. 2008, Rzepecka et al. 2006, Rzepecka et al. 2009). Besonders interessieren uns die Mechanismen, über welche es zur Verbesserung des Krankheitsverlaufes kommt (Schnöller et al. 2008, Hartmann et al. 2009, Danilowicz et al. 2011).


    Modulation allergischer Erkrankungen durch Nematoden (Danilowicz-Luebert et al. 2011)
  • Identifizierung relevanter Immunmodulatoren
    Ein weiterer Fokus unserer Arbeitsgruppe liegt auf der Identifizierung neuer Immunmodulatoren. So untersuchen wir die sezernierten Moleküle der Larven des Schweinepeitschenwurms (Hepworth et al. 2010) (mit freundlicher Unterstützung der Firma Ovamed, Hamburg) sowie sezernierte Moleküle des intestinalen Nematoden H. polygyrus.
    T. suis egg
    Heligmosomoides polygyrus
  • Anwendung der Helminthen-Immunmodulation bei Erkrankungen von Tieren
    Ein weiterer Fokus unserer Arbeiten besteht in der Untersuchung, ob die Helminthen-induzierte Immunmodulation auch Verwendung bei Erkankungen von Tieren finden kann. So analysieren wir in Kooperation mit Prof. Dr. B. Kohn, FU Berlin und der Firma Ovamed, Hamburg, ob die Eier des Schweinepeitschenwurms im Hund einen ebenso modulierenden Effekt aufzeigen wie im Menschen.
    Zudem analysieren wir, ob Helminthenimmunmodulatoren geeignet sind, eine Entzündung des Schweinedarms zu modulieren. Das langfristige Ziel ist es, eine Applikation infektiösen Parasitenmaterials (T. suis Eier oder Hakenwurminfektion) zu vermeiden und stattdessen modulierende Parasitenkomponenten zur Unterdrückung entzündlicher Reaktionen zu verwenden.

Forschungsschwerpunkt III

  • Bakterielle Mikroflora und Koinfektionen
    Darmnematoden leben in ständigem Kontakt mit der bakteriellen Flora des besiedelten Darmabschnitts. Gleichzeitig gibt es zahlreiche Hinweise, dass Nematoden einen positiven Einfluss auf entzündliche Darmerkrankungen haben. In diesem Zusammenhang bearbeiten wir folgende Fragestellungen: (A) Welchen Einfluss hat eine intestinale Nematodeninfektion auf die bakterielle Mikroflora in verschiedenen Darmabschnitten? In welchem Maße trägt die Th2 Antwort während einer Helmintheninfektion zu einer veränderten Darmflora bei? (B) Besteht ein Zusammenhang zwischen der Bakterienflora und der Helminthen-induzierten Immunmodulation? (C) Welchen Einfluss hat eine Nematodeninfektion auf Koinfektionen im Darm?
  • Koinfektionen
    Wir interessieren uns für Koinfektionen des Dünndarmnematoden H. polygyrus mit im Blinddarm parasitierenden Protozoen Eimeria.
    Ein weiteres Projekt, welches in Kooperation mit Prof. Dr. G. von Samson-Himmelstjerna (FU, Berlin) und Prof. Dr. F.-R. Matuschka (Charité, Berlin) durchgeführt wird, beschäftigt sich mit dem Einfluss von Koinfektionen auf die Reservoirkompetenz von Nagetieren für Zecken-übertragende Krankheitserreger im urbanen Gebiet.
    Diese Arbeiten werden durch folgende Drittmittelprojekte unterstützt:
    American Broad Foundation
    Einstein Stiftung Berlin und IRTG 1673

AG Schmidt

  • Modulation of prevalence, pathogenesis and immune control of pathogenic porcine viruses by treatment with E. faecium NCIMB 10415 or zinc”, Teilprojekt A 5 im Rahmen des Sonderforschungsbereich 852.
    Projektleiter: Univ.-Prof. Dr. Michael F. G. Schmidt (gemeinsam mit Univ.-Prof. Dr. N. Osterrieder, Virologie, WE 05)
  • “The effect of dietary supplementation of Enterococcus faecium NCIMB 10415 and zinc on signal gene regulation in the immune response of mesentiric lymph noder in piglets”, Teilprojekt B 3 im Rahmen des Sonderforschungsbereich 852.
    Projektleiter: Prof. Dr. G. Brockmann gemeinsam mit  Univ.-Prof. Dr. Michael F. G. Schmidt