Immunregulation
Aufgrund ihrer physiologischen Funktionen stehen unsere Schleimhäute in direktem Kontakt mit der Umwelt. Entsprechend stellen Schleimhäute die Haupteintrittspforte für Infektionserreger in unseren Körper dar und ein effizientes mukosales Immunsystem ist unabdingbar zum Schutz gegen Infektionskrankheiten. Wir erforschen Infektionen des Respirationstrakts und fokussieren hierbei auf Influenza und Pneumokokken, welche die häufigsten viralen und bakteriellen Erreger der Lungenentzündung beim Menschen darstellen. Ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung bildet die molekulare und zelluläre Charakterisierung immunologischer Prozesse bei Koinfektionen zwischen Influenza und Pneumokokken und hierbei insbesondere die immunologischen Funktionen des Alveolarepithels bei der Infektionsabwehr.
Leitung
Rolle der alveolaren Typ II-Epithelzellen und des Toll-like Rezeptor 7 für die erhöhte Suszeptibilität gegenüber bakterieller Superinfektion bei Influenzapneumonie
Eine retrospektive Untersuchung der Spanischen Grippe von 1918/19, einer hinsichtlich der Zahl ihrer Opfer und der weltweiten Verbreitung einzigartigen Pandemie, hat ergeben, dass die überwiegende Mehrheit der Opfer nicht an den primären Folgen der Infektion mit dem Influenza A-Virus (IAV) verstarb, sondern an einer außergewöhnlich hohen Rate bakterieller Superinfektionen, insbesondere mit Streptococcus pneumoniae. Dies gilt auch für spätere Grippe-Pandemien in den 1950er- und 1960er-Jahren und auch für die kürzlich beendete Schweinegrippe-Pandemie.
Die erhöhte Anfälligkeit (Suszeptibilität) gegenüber bakteriellen Infektionen nach einer IAV-Infektion findet man auch im Mausmodell. Wir haben in der Vergangenheit erfolgreich ein solches Tiermodell für die IAV – S. pneumoniae – Superinfektion etabliert, in dem wir zeigen konnten, dass IAV-infizierte Mäuse deutlich häufiger infolge einer Sepsis nach einer S. pneumoniae-Infektion versterben als nicht IAV-infizierte Mäuse. Die Mechanismen, die der transienten immunologischen Reaktionsunfähigkeit gegenüber bakteriellen Erregern zugrunde liegen, sind weitgehend unklar.
Die Oberfläche des Respirationstraktes ist eine dünne und äußerst durchlässige Barriere zwischen Körperinnerem und der Umgebung. Während die Rolle des Epithels ursprünglich auf diese Barrierefunktion reduziert wurde, haben Arbeiten der vergangenen Jahre zunehmend gezeigt, dass Alveolar-Epithelzellen (AEC) eine Vielzahl immunologisch bedeutender Funktionen aufweisen und eine wichtige Verbindung zum adaptiven Immunsystem darstellen. Ob die durch IAV-Infektion veränderte Physiologie von alveolaren Typ II-Epithelzellen (AECII) eine Rolle bei der bakteriellen Superinfektion spielt - entweder durch immunologische Überaktivierung oder Immunsuppression - ist jedoch weitestgehend unverstanden.
Wir untersuchen aktuell, inwiefern die durch IAV-Infektion veränderte Physiologie von AECII eine Rolle für die erhöhte Suszeptibilität gegenüber S. pneumoniae-Infektionen spielt. In diesem Kontext soll auch die Funktion des Toll-like Rezeptors 7, dessen Aktivierung antimikrobielle Funktionen in IAV-infizierten Zellen einleitet, näher charakterisiert werden. Basierend auf umfangreichen Transkriptomanalysen von AECII vor und nach einer IAV-Infektion soll ein umfassender Einblick in die Virus-induzierten Veränderungen im genetischen Programm und immunologischen Profil dieser Zellen gewonnen werden. Damit verbindet sich die Hoffnung, neue therapeutische Optionen für künftige Influenza-Pandemien zu erhalten.
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