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Immunmodulation

Leiter:
Prof. Dr. rer. nat. Alexander Steinkasserer (PhD)
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  1. FolderForschung 
    1. FolderArbeitsgruppen 
      1. PageTranskriptionelles in vivo Targeting von Dendritischen Zellen mittels humanem CD83-Promotor Ziel der Arbeitsgruppe ist die funktionelle Charakterisierung des humanen CD83 Promotors in reifen Dendritischen Zellen (DZ). Das membranständige humane CD83 Molekül (mCD83) ist ein 45 kDa großes Glykoprotein, das stark auf der Oberfläche von reifen DZ exprimiert wird. Da CD83 nicht von unreifen DZ gebildet wird, ist die Erforschung der transkriptionellen Regulationseinheit, dem CD83 Promotor, von großem Interesse für die Modulation von reifen DZ und die damit von uns angestrebte gezielte in vivo Genexpression von therapeutischen Genen im Rahmen einer DZ-vermittelten Vakzination. Hierfür soll unter der Kontrolle des Zelltyp- und Stadium-spezifischen CD83 Promotors die Expression spezifischer immunmodulatorischer und therapeutischer Moleküle direkt im Patienten ermöglicht werden. Die Charakterisierung des humanen CD83 Promotors erfolgte hierbei zunächst durch eine ChIP-chipTM Microarray Analyse, mittels derer, neben dem Minimalpromotor, ein zusätzlicher Enhancer identifiziert werden konnte. Durch weiterführende bioinformatische Analysen konnte darüber hinaus ein weiterer Promotorabschnitt gefunden werden, der zusammen mit dem Minimalpromotor und dem Enhancer einen ternären Promotorkomplex bildet. Im Weiteren wurde die transkriptionelle, v. a. aber die Zelltyp- und Reifungsspezifische Funktionalität dieses ternären Komplexes experimentell bestätigt. Die am Prozess beteiligten Transkriptionsfaktoren konnten ebenfalls identifiziert werden.
      2. PageDie intrazelluläre Signaltransduktion von CD83 in Dendritischen Zellen Der Schwerpunkt des Forschungsprojektes liegt in der strukturellen Analyse und der Charakterisierung der Signaltransduktion des membranständigen CD83-Moleküls. Spezifische Bindungsdomänen/-partner konnten mit Hilfe eines „Yeast Two Hybrid Screens” isoliert werden. Durch Mutagenese, Transfektion, Co-Immunpräzipitation und Immunfluoreszenzstudien wurde die Protein-Protein-Interaktion, N-Glykosylierung und Aktivierung des mCD83 auf molekularbiologischer Ebene weiter untersucht. Zur in silico Identifizierung spezifischer Bindungsstellen wurde darüber hinaus eine bioinformatische Modeling-Studie durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die Charakterisierung des Signalweges des mCD83 in reifen humanen DZ aufzuklären und somit einerseits weitere fundierte Einblicke in die Funktion von reifen DZ zu erlangen und andererseits neue therapeutische Targets zu identifizieren.
      3. PageImmunmodulation mittels TSLP und CD83 Diese Arbeistgruppe interessiert sich für regulatorischen Mechanismen, welche die TH1/TH17-TH2 Immunantwort sowie die Entwicklung und die Aktivierung von regulatorischen T-Zellen modulieren. Hierbei konzentriert sich die Arbeitsgruppe auf zwei Modulatoren des Immunsystems, dem Thymic Stromal Lymphopoietin (TSLP) und dem CD83. TSLP wird als der "missing link" zwischen DZ-Aktivierung und allergischen Immunantworten betrachtet. Um die Rolle von TSLP in vivo analysieren zu können, wurde eine TSLP-spezifische k.o.-Maus generiert. Mit Hilfe dieser k.o.-Maus wurde die Funktion von TSLP in verschiedenen entzündlichen- und infektiösen Krankheitsmodellen sowie in Autoimmunmodellen untersucht. In einem zweiten Projektschwerpunkt kommt die CD83-Reporter-Maus zum Einsatz, welche es ermöglicht, die CD83-Expression direkt in vivo zu analysieren. Im speziellen Mittelpunkt steht hierbei die Expression und Funktion von CD83 in verschiedenen T-Zellsubpopulationen. Hinsichtlich der therapeutischen Anwendung von sCD83 wurde eine erste Pilotstudie in einem Tiermodell für entzündliche Darmerkrankungen, der DNBS-induzierten Colitis durchgeführt, wobei die sCD83-Behandlung die DNBS-induzierten Colitis-Symptome sehr effektiv verbesserte. Im dritten Projektteil wurde eine hoch spezifische Aptamer-basierte Analysetechnik für die Entdeckung neuer Biomarker auf lebenden Zellen entwickelt. Mit Hilfe dieser Technik sollen spezifische Aptamere selektioniert werden, welche die T-Zell-Epitope bekannter Tumorantigene spezifisch erkennen. Darüber hinaus werden neue Tumorepitope identifiziert, welche die gegen Tumore gerichteten DZ-Impfstoffe weiter verbessern sollen.
      4. PageInteraktion zwischen Dendritischen Zellen und Viren Die Projektgruppe ”DZ und Viren” untersucht die Rolle der DZ bei viralen Infektionen, insbesondere HSV-1 und HCMV. Im Rahmen dieser Untersuchungen konnten in den vergangenen Jahren mehrere, Virus-spezifische Immunevasionsmechanismen identifiziert werden. Unter anderem bewirkt HSV-1 im Zuge der Infektion reifer DZ eine spezifische, Proteasom-abhängige Degradation des Oberflächenmoleküls CD83, welches zu einer reduzierten T-Zellaktivierung führt. Der exakte Mechanismus dieser Degradation ist Gegenstand unserer aktuellen Forschung. Darüber hinaus führt die Infektion von reifen DZ mit HCMV zur Abspaltung eines löslichen CD83-Moleküls, welches immunsuppressive Eigenschaften besitzt. Außerdem konnten wir zeigen, dass die Infektion reifer DZ mit HSV-1 über den Verlust des Interferon-? Rezeptors 1 zu einer Hemmung des STAT1-Signalweges führt. In weiteren Untersuchungen beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit der Replikation von HSV-1 in reifen DZ. Entgegen früherer Berichte konnten wir zeigen, dass HSV- 1 sehr wohl in reifen DZ repliziert, allerdings ist diese Replikation sehr ineffizient. Dass dies dennoch von biologischer Bedeutung ist, zeigt die Tatsache, dass die neu entstandenen Viren über Zell-Zell-Kontakt an andere Zellen, auch primäre, weitergegeben werden können. Bei dieser Weitergabe spielt offenbar das virale Glykoprotein gE eine entscheidende Rolle. Ein weiterer Schwerpunkt stellt die HSV-1 Inhibition der DZ-Migration dar, welche ebenfalls zu einer Blockade der T-Zellaktivierung führt.
 
 
 
 
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