Abteilung Genregulation und Differenzierung

Das Ziel der Abteilung "Genregulation und Differenzierung" (RDIF) ist die Aufklärung komplexer molekularer und zellulärer Mechanismen der Wirtsantwort auf Krankheitserreger/Pathogene mit den Schwerpunkten Entzündung und Immunität. Dies beinhaltet die Analyse von Signalmechanismen des Interferon- und Zytokinnetzwerks mit Hilfe von bioinformatischen Methoden in Zell- und Tiermodellen. Die Erkenntnisse dieser grundlagenorientierten Forschung dienen als Basis für die Entwicklung neuer Therapien und Diagnostika.

Interferone sind ein Teil der angeborenen, unspezifischen Immunantwort des Körpers. Sie wirken als antivirale, immunmodulierende und antitumorale Signalmoleküle. Essenziell sind Interferone vor allem gegen „schnelle“ Viren, wie z.B. das Influenzavirus. Interferone gelangen von außen an die Zelle und setzen innerhalb der Zelle eine Reihe von Signalen in Gang, von denen einige wiederum nach außen weitergeleitet werden. Die Abteilung „Genregulation und Differenzierung“ erforscht sowohl die Wirkung dieser Signalmoleküle auf die eigene Zelle, als auch auf benachbarte Zellen und die „systemische Wirkung“ auf den ganzen Organismus. Auf der Suche nach dem Zusammenhang von Signalen und Veränderungen im Organismus werden letztlich mathematische Modelle entwickelt, die die Wechselwirkungen im Regelkreis beschreiben.

In ihren Studien nutzen die Forscher Zellkulturen und als Tiermodell die Maus. Weil sich normale Zellen nicht unendlich oft teilen, sondern altern und schließlich sterben, sind Zelllinien, mit denen im Labor gearbeitet wird, meist Tumor-Zellen. Tumor-Zellen sind immortal, also unsterblich geworden: Sie teilen sich unbegrenzt häufig und zeigen andere Eigenschaften als ihre Vorläufer. Einer Forschergruppe ist es gelungen, normale Zellen durch die Einpflanzung von Genen so zu beeinflussen, dass sie für vorübergehend „immortal“ werden. Während dieses Stadiums werden die Zellen gezielt verändert und markiert, und können dann zurück in den Organismus gegeben werden. Es wird anschließend untersucht, ob sie dort ihre natürliche Funktion wahrnehmen und dem normalen Alterungsprozess unterliegen. Zurzeit arbeitet die Forschergruppe mit Endothel-Zellen, also Zellen, die die Gefäße von Innen auskleiden. Gleichzeitig hat man begonnen, solche Arbeiten auch mit Blutzellen durchzuführen. Zelluläre Modelle

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt sind therapeutische Impfstoffe. Bei manchen chronischen Infektionen, aber auch bei verschiedenen Krebsformen, wie dem schwarzen Hautkrebs, sind die T-Zellen des Immunsystems nicht ausreichend aktiv. Ein therapeutischer Ansatz ist nun, die T-Zellen gezielt zu stimulieren und damit das Immunsystem zu unterstützen. Das geschieht durch Beladung von dendritischen Zellen mit spezifischen Antigenen (Virus- oder Tumorantigene), welche durch diese präsentiert werden. Bringt man diese Antigen-beladenen dendritischen Zellen in den Organismus zurück, werden dort die entsprechenden T-Zellen aktiviert und die Tumor- oder virusinfizierten Zellen werden eliminiert. Weil dies in der Maus gelingt, ist die Übertragung auf den Menschen vorgesehen. Deshalb wurde in Kooperation mit Industriepartnern die Entwicklung eines Beutelsystems vorangetrieben, in dem Zellen von einzelnen Patienten kultiviert und Vakzine produzieren werden können, die sowohl den medizinischen als auch den Anforderungen der regulatorischen Behörden genügen. Zelluläre Modelle

Freie Stellen für Doktor-, Master- und Diplomarbeiten werden laufend angeboten. Interessenten wenden sich entweder an die Leiter der Projekte oder an hansjoerg.hauser@helmholtz-hzi.de.