Ergebnisbericht 2010/11 - Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

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WISSENSCHAFTLICHER ERGEBNISBERICHT | TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung GmbH
Nicole Fisch, Venkateswaran Ganesh, Wiebke Ginter, Catharina
Schrauf, Christian Mayer und Ina Lu (v. l. n. r.) bei der gemeinsamen
Analyse von Scatter Plots Foto: Twincore/HZI
Aktivierung spezifi scher DC-Unterpopulationen bei gleichzeitiger
Vermeidung der Treg-Expansion oder Induktion
bestehen. Impfstudien zu Tregs und DCs im Mausmodellsystem
unterliegen jedoch dahingehend Einschränkungen, dass
in vivo-Analysen von Tregs und DC-Unterpopulationen
äußerst schwierig sind. Zum Beispiel kommen Unterpopulationen
von DCs in verschiedenen lymphatischen Organen
nur in sehr kleiner Zahl vor. Diese haben in unterschiedlichen
Fällen hochspezialisierte Aufgaben, wozu auch die
Induktion der Toleranz gehört. Da diese „regulatorischen
Immunzellen“ gewöhnlich hoch sensibel auf eine Ex vivo-
Isolierung reagieren und sich bis heute noch nicht gut genug
in vivo handhaben lassen, ist das Wissen über die Funktion
und Bedeutung der Tregs und DC-Unterpopulationen für die
adaptiven Immunreaktionen immer noch unvollständig.
Eines der Hauptziele ist daher die Entwicklung molekularer
Werkzeuge, mit denen eine genetische Manipulation der DCs
und Tregs möglich ist. Wir wollen diese Modelle zur
Untersuchung der Funktion von Tregs und Unterpopulationen
von DCs bei der Infektion, Allergie und Toleranz
verwenden. In humanisierten Modellen wird die Rolle der
PRRs, wie z.B. des menschlichen TLR7 und DC-SIGN,
analysiert, und es werden auf diese Moleküle ausgerichtete
Impfstrategien in vivo getestet. Am Institut von Prof.
Sparwasser baut Dr. Matthias Lochner derzeit eine Arbeitsgruppe
auf, deren Schwerpunkt auf der Untersuchung der
Rolle von DCs bei der Induktion und Kontrolle von infl ammatorischen
(Th17) und regulatorischen T-Zellpopulationen bei
Infektionen und Entzündungsreaktionen im Darm liegt.
Die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Susanne Häußler |
susanne.haeussler@twincore.de Die Erfolge der modernen
Medizin werden zunehmend durch opportunistische
bakterielle Infektionen beeinträchtigt. Bei chronischen
bakteriellen Infektionen können sich die Erreger häufi g in
sogenannten Biofi lmen zusammenschließen und sind dann
besser vor Angriffen durch Zellen des Immunsystems oder
Antibiotika geschützt. Außerdem verschafft das Leben in
der Population den Bakterien zusätzliche Anpassungsmechanismen
auf Stresssituationen, die über die üblichen
Reaktionen von Einzelzellen hinausgehen. Bei Mukoviszidose-
Patienten mit einer chronischen Lungeninfektion ist
Pseudomonas aeruginosa der dominante pathogene Erreger.
Obwohl die meisten Patienten mit nur einem P. aeruginosa
Klon befallen sind, fi nden sich in der Lunge verschiedene
bakterielle Morphotypen. Diese Diversität scheint eine
große Rolle bei der Persistenz des Keims und damit bei der
Ausbildung einer chronischen Infektion zu spielen. Wir
wollen die molekularen Mechanismen aufklären, die der
Generierung dieser Diversität zugrunde liegen. Bei Mukoviszidose-Patienten
mit einer chronischen P. aeruginosa-
Infektion der Lunge fi nden sich gehäuft sogenannte „Small
Colony Variants” (SCVs), die besonders effi zient Biofi lme
ausbilden. Um die Mutationen zu identifi zieren, die zur
Entstehung solcher SCVs führen, sequenzieren wir die
Genome von klinischen P. aeruginosa-Isolaten mittels der
sogenannten „next generation sequencing“-Technologie. Bei
der vergleichenden Analyse der chromosomalen DNA
Sequenz von P. aeruginosa-Isolaten mit ähnlichen phänotypischen
Eigenschaften, suchen wir nach typischen Basenaustauschen,
und überprüfen, ob diese ursächlich an der
Ausprägung des Phänotyps beteiligt sind. In der Zukunft
wollen wir so klinisch relevante adaptive Mutationen
identifi zieren, die in P. aeruginosa unter in vitro Biofi lm-
Wachstumsbedingungen und in vivo im Laufe einer
chronischen Infektion entstehen. Das Wissen um die
Die Arbeitsgruppe von Prof. Tim Sparwasser (von links nach rechts): Christina Hesse, Christian Klemann, Amrita Nandan,
Matthias Lochner, Stefanie Pohl, Christian Mayer, Zuobai Wang, Franz Puttur, Catharina Schrauf, Luciana Berod, Christopher van Helt,
Julia Huntenburg, Wiebke Ginter, Nicole Fisch, Martina Thiele, Stephanie Dippel, Christine Jänke, Janika Quindt, Esther Ermeling,
Abdul Mannan Baru, Venkateswaran Ganesh, Siona Hauer, Tim Sparwasser. Foto: Twincore/HZI