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

Unsere Forschung

Infektionen der unteren Atemwege gehören weltweit und auch in Deutschland zu den am häufigsten zum Tode führenden Erkrankungen. Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken) und das Influenzavirus gelten hierbei als die bedeutendsten bakteriellen und viralen Erreger der Pneumonie. Während beide Erreger für sich genommen bereits schwerwiegende Lungenentzündungen verursachen können, können sie ebenso gemeinsam in Form sogenannter Koinfektionen auftreten und komplizierte Krankheitsverläufe verursachen. Hierbei führt eine vorangegangene Infektion mit dem Influenzavirus zu Veränderungen in der Immunabwehr gegen Pneumokokken, so dass diese nicht mehr effizient bekämpft werden und in der Folge die Bakterien aus der Lunge in den Blutstrom gelangen können. Dieser als Blutvergiftung oder Sepsis bezeichnete Prozess führt unbehandelt oft innerhalb kurzer Zeit aufgrund einer überschießenden Immunantwort auf die bakteriellen Erreger im Blut zum Tode.

Unsere Arbeitsgruppe erforscht in Mäusen die Mechanismen, die der erhöhten Anfälligkeit für bakterielle Koinfektionen nach einer Influenzainfektion zugrunde liegen. Der Schwerpunkt unserer Forschung liegt hierbei auf der immunologischen Funktion des Alveolarepithels, genauer gesagt den alveolaren Typ II Epithelzellen (AECII). In früheren Arbeiten konnten wir zeigen, dass AECII wichtige Funktionen bei der Induktion und Regulation adaptiver Immunantworten aufweisen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass AECII in der frühen Phase einer Influenzainfektion wie eine Art Integrationseinheit wirken, die sowohl direkt auf Gefahrensignale des Virus, als auch indirekt auf Mediatoren anderer Immunzellen reagieren und wichtige Funktionen bei der Einleitung der antiviralen Immunantwort in der Lunge haben. Aufbauend auf diese Erkenntnisse untersuchen wir aktuell, inwiefern eine vorangegangene Influenzainfektion die Reaktivität der AECII in der Lunge auf Pneumokokken verändert und in wieweit dieses zur dysregulierten Immunantwort gegen bakterielle Erreger nach einer vorangegangenen Influenzainfektion beiträgt.

Wir konnten zeigen, dass eine Influenzainfektion zu einer langfristig erhöhten Empfänglichkeit gegenüber bakteriellen Erregern führt, d.h. noch Wochen nachdem das Virus eliminiert wurde, ist die Immunantwort gegen Pneumokokken verändert. Neben der Charakterisierung von influenzabedingten Veränderungen in der lokalen Immunantwort in der Lunge analysieren wir derzeit auch, inwiefern eine durch das Influenzavirus verursachte Lungenentzündung längerfristig die Hämatopoese von Immunzellen im Knochenmark verändert. Hierbei liegt der Fokus auf myeloiden Zellen, die wichtige Funktionen in der frühen Phase der Immunantwort gegen bakterielle Infektionserreger haben.

Zusätzlich zur Nutzung von Mausinfektionsmodellen erforschen wir gemeinsam mit Klinikern die Rolle sekretorischer Immunglobuline bei der veränderten Immunantwort gegen Pneumokokken bei Patienten mit Asthma. Ein weiteres klinisch-orientiertes Projekt fokussiert auf die erst kürzlich beschriebenen mukosal-assoziierten invarianten T-Zellen (MAIT) und ihre Rolle bei der erhöhten Anfälligkeit gegen Clostridium difficile Infektionen beim Menschen. Weiterführende Informationen zu den genannten Projekten und weitere aktuelle Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe Immunregulation finden sich unter Projekte.

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