Neuro-Immunologie Gruppe

Tätigkeiten

Unangemessene Reaktionen von Immunzellen im Zentralnervensystem (ZNS) begünstigen oft neurologische Krankheiten. Deshalb sind ihre zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen als potenzielle therapeutische Targets stärker ins Blickfeld gerückt. Die Neuro-Immunology Group hat sich zum Ziel gesetzt, die immunologischen Eigenschaften von residenten Immunzellen im ZNS zu identifizieren, wobei Mikroglia hier die zentralen Effektorzellen darstellen. Außerdem sollen ihre Crosstalk-Effekte gegenüber peripheren Immunzellen unter kanzerogenen, entzündlichen und neurodegenerativen Bedingungen untersucht werden, um spezifische Programme zu identifizieren, die als Targets für eine therapeutische Intervention genutzt werden könnten. 

Die Gruppe hat drei Schritte festgelegt, mit denen sie diese Ziele konsequent erreicht: 

1. Charakterisieren von Zellen auf der „Omik“-Ebene, beispielsweise Aufklären ihrer epigenetischen, transkriptionellen und metabolischen Signaturen; 

2. Identifizieren von Genen und Signalwegen, die unter Erkrankungsbedingungen gestört sind, und Vergleichen dieser Gene und Signalwege mit homöostatischen Zuständen; 

3. Untersuchen, wie sich eine Manipulation der identifizierten Signalwege auf den erworbenen Phänotyp und schließlich auf den Behandlungserfolg bei der Erkrankung auswirkt. 

Für ihre Arbeit nutzt die Gruppe wertvolle biologische Proben von Patienten sowie spezifische Mausmodelle für Hirntumoren und neurodegenerative Erkrankungen bei Menschen sowie eukaryotische In-vitro-Zellkulturen. Die Gruppe kombiniert „Omik“-Analysen mit spezifischen Werkzeugen der Molekularbiologie und modernsten biochemischen Assays. Darüber hinaus arbeitet sie eng mit Bioinformatikern und Computerbiologen zusammen, um Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden Netzwerke zu ermöglichen sowie deren Daten mit vorhandenen, aus der Durchsicht der Literatur gesammelten Informationen zu integrieren. 

Zusätzlich zu diesem Systemansatz beschäftigt sie sich intensiv mit IRG1/ACOD1, einem wichtigen Gen für die Immunantwort, das von Myeloidzellen unter entzündlichen, kanzerogenen und neurodegenerativen Bedingungen exprimiert wird. Vor Kurzem hat sie die Funktion des Proteins IRG1/ACOD1 aufgeklärt, da sie zeigen konnte, dass es einen Zusammenhang zwischen Stoffwechsel und Immunität herstellt, indem es die Produktion des antimikrobiellen/entzündungshemmenden Metaboliten Itaconat aus cis-Aconitat im Tricarboxylsäurezyklus (TCA-Zyklus) katalysiert. Diese Entdeckung hat insbesondere dazu beigetragen, den Weg für das neue Gebiet des Immunstoffwechsels zu ebnen, das nun die entscheidende Rolle der metabolischen Umprogrammierung („metabolic reprograming“) bei Immunreaktionen offenbart. 

Ein besseres Verständnis der zellulären und molekularen Mechanismen, die den immunologischen Eigenschaften des ZNS zugrunde liegen, und die daraus folgende Fähigkeit, diese zu manipulieren, damit sie beispielsweise antikanzerogen oder neuroprotektiv wirken, wird den Weg zu neuen therapeutischen Anwendungen ebnen, die maßgeschneidert auf spezifische neurologische Erkrankungen mit einer immunologischen Komponente abgestimmt sind. 

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