14. Thema: Antigen präsentierende Zellen – Charakterisierung der Initiatoren und Regulatoren einer Immunantwort im Darm

Betreuer:
Philipp Münch
AG Clausen/AG Hövelmeyer,

Institut für Molekulare Medizin, Universitätsmedizin Mainz

Vorstellung der Forschungsgruppe:
Die Forschung in der AG Clausen konzentriert sich auf die Rolle und molekulare Kontrolle von dendritischen Zellen (DC) bei immunvermittelten entzündlichen Erkrankungen. Chronische Entzündungskrankheiten werden durch Toleranzverlust gegenüber körpereigenen oder harmlosen Umweltantigenen verursacht. DC gehören zur heterogenen Familie der sogenannten Antigenpräsentierender Zellen und besitzen die einzigartige Fähigkeit, Immunität und Toleranz auszubalancieren. Dazu detektieren DC in peripheren Geweben sowohl Krankheitserreger als auch Eigen- und harmlose Fremdantigene, nehmen diese auf und wandern zum nächsten drainierenden Lymphknoten. Dort initiieren DC eine geeignete Effektor- oder regulatorische T- und B-Zell-Antwort. Aufgrund dieser Eigenschaft stellen DC attraktive Ziele für die Entwicklung neuartiger Impfstoffe zur Behandlung von entzündlichen Erkrankungen des Menschen dar.
Der wissenschaftliche Fokus der AG Hövelmeyer liegt auf der Erforschung kontext- und gewebespezifischer Regulation Antigen-spezifischer (adaptiver) Immunantworten, mit Fokus auf der Rolle von B Lymphozyten (B Zellen), welche neben verschiedensten Funktionen auch Antigene präsentieren können. Neben der funktionellen und molekularbiologischen Charakterisierung von B-Zellen und deren Subpopulationen beschäftigt sich die AG insbesondere mit der möglichen Kommunikation zwischen verschiedensten Zellen des Immunsystems und deren Rolle im kolorektalen Karzinom, sowie in Leukämien und Lymphomen.

Einordnung des Projekts und nähere Beschreibung:
Das Immunsystem lässt sich in zwei Teile gliedern: Das angeborene Immunsystem sorgt für einen frühen Schutz vor Eindringlingen, während das erworbene (adaptive) Immunsystem gezielte Immunreaktionen durchführt und durch die Bildung von Gedächtniszellen einen Langzeitschutz aufbauen kann. Ein solches Immunsystem existiert auch im Darm. Da das sogenannte darmassoziierte Immunsystem einen großen Teil der Abwehrarbeit für den gesamten Körper leistet, ist es entscheidend, für einen gut funktionierenden Darm zu sorgen. In einem gesunden Darm verhindern die Abwehrzellen, dass kommensale Bakterien und Krankheitserreger, die mit der Nahrung in den Verdauungstrakt gelangen, in den Körper eindringen. Etwa drei Viertel  aller Antikörper produzierender Zellen (B Zellen) befinden sich in der Darmschleimhaut. Immunglobulin A (IgA) sind Eiweiße im Immunsystem des Menschen, die an den Schleimhäuten eine Schutzbarriere gegen Krankheitserreger und Bakterien darstellen, so auch im Darm. Mikroorganismen, die trotzdem in das Darmgewebe gelangen, werden von Makrophagen zerstört und von DC aufgenommen, um im mesenterialen Lymphknoten die Bildung von T- und B-Effektor-Zellen zu induzieren.

Ziel des Projektes:
Ziel dieses SommerUni Projektes ist es, verschiedene B- und T-Zell-Subtypen sowie Makrophagen und DC mittels Durchflusscytometrie zu identifizieren. Hierfür werden Einzelzellsuspensionen aus Milz und Lymphknoten isoliert und mit Antikörpern angefärbt. Langerhans-Zellen der Haut werden fluoreszensmikroskopisch untersucht. Parallel dazu wird DNA der Maus nach Aufreinigung mittels Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) vervielfältigt und anschließend in einer Gel-Elektrophorese nach Fragmentgröße getrennt.