9. Thema: Einblick in die Grundlagen der Isolation und Charakterisierung von Zellen aus dem Blut

Betreuer:
Najla Abassi, Sara Salome Clara Helbich, Annekathrin Nedwed
AG Delacher, Institut für Immunolgie, Universitätsmedizin Mainz

Vorstellung AG Delacher:
Wir untersuchen Immunzellpopulationen im Kontext der gesunden Gewebeentwicklung und pathologischer Organveränderungen. In diesem Zusammenhang haben unsere bisherigen Arbeiten eine Population von Immunzellen beschrieben, welche Gewebehomöostase und -regeneration fördern kann (Delacher M et al., Nat Immunol 2017). Ausgehend von diesen Entdeckungen wurde der zweistufige Entwicklungsprozess dieser speziellen Population im lymphatischen System beschrieben (Delacher M et al., Immunity 2020), ebenso die systemimmunologischen Konsequenzen der Manipulation dieses Entwicklungsprozesses (Delacher M et al., Nat Comm 2019). In translationalen Arbeiten wurde die bis dahin noch unbekannte humane T-Zellpopulation, welche an der Regeneration von Geweben beteiligt ist, genauer beschrieben (Delacher M et al., Immunity 2021). Parallel hierzu laufen Experimente an weiteren Konzepten, welche andere Immunzellpopulationen auf ihre Fähigkeiten, Gewebehomöostase und -regeneration zu fördern, untersucht. Diese Arbeiten erforschen insbesondere den Ansatz, dass Tumore die Gewebeheilungsprogramme der Immunzellen zu ihrem Vorteil nutzen können, und stellen damit eine neue Sichtweise auf Gewebeimmunologie im Kontext von gesunden und erkrankten Geweben dar. Dieses neuartige Konzept kann schließlich von Tumorerkrankungen über chronische Infektionen bis hin zu akuten Infektionen erforscht und bewertet werden. Zusammenfassend untersucht unser Labor folgende Fragestellungen:

1. Wie heilen Gewebe? Und wie unterstützt das Immunsystem die Gewebeerhaltung und Geweberegeneration?
2. Wie funktioniert Geweberegeneration nach akuten Infektionen, Strahlenschäden oder diversen Organverletzungen? Welchen Beitrag leisten die verschiedenen Effektorzellen des Immunsystems?
3. Welche Funktion haben gewebeheilungsfördernde Immunzellen im Zusammenhang mit Gewebealterung, chronischen Entzündungen oder der neoplastischen Erkrankungen? Unterstützen sie Tumore bei der Immunevasion?
4. Wie können wir unsere Grundlagenforschung in den klinischen Alltag übersetzen, um die Patientenversorgung nachhaltig zu verbessern?
   

Einordnung des Projektes:
Ein erwachsener Mensch besitzt etwa 5 bis 6 Liter Blut. Dieses übernimmt in erster Linie eine wichtige Transportfunktion im Körper: Es führt den Zellen Nährstoffe und Sauerstoff zu, bringt Abbauprodukte wie Kohlenstoffdioxid oder Harnstoff zu den entsprechenden Ausscheidungsorganen und transportiert Botenstoffe, die von verschiedenen Drüsen gebildet werden, zu den Empfängergeweben. Daneben findet man im Blut aber auch Elemente unserer körpereigenen Abwehr (Immunsystem). Um diese vielfältigen Aufgaben übernehmen zu können, besteht das Blut aus einer ganzen Reihe unterschiedlicher Zellen.

Eine Zellpopulation sind die weißen Blutkörperchen. Dazu gehören Granulozyten, Monozyten und Lymphozyten, die in der Fachsprache auch als Leukozyten bezeichnet werden. Sie bilden die körpereigene Immunabwehr und spüren unter anderem Krankheitserreger wie Bakterien und Viren auf, um sie unschädlich zu machen. Bei den Lymphozyten unterscheidet man zwischen B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und sogenannten " natürlichen Killerzellen" (NK-Zellen). Lymphozyten werden im Knochenmark gebildet und reifen in den anderen Organen des lymphatischen Systems wie Lymphknoten, Milz und Thymusdrüse zu den funktionstüchtigen Abwehrzellen heran. Die Lymphozyten sind für eine funktionierende Infektionsabwehr erforderlich, da sie Antikörper produzieren. Außerdem können sie z.T. auch selbst Infektionserreger und veränderte körpereigene Zellen zerstören. Sie steuern die Granulozyten und sorgen dafür, dass der Körper sich an Infektionserreger, mit denen er bereits in Kontakt war, "erinnert".

Ziel des Projektes:
Im Mittelpunkt stehen die Isolierung und Charakterisierung der Zellen im Blut. Dabei fokussieren wir uns bei dem Projekt besonders auf die regulatorischen T-Zellen. Wie kann man Zellen aus dem Blut isolieren? Kann man die unterschiedlichen T-Zell-Populationen anhand charakteristischer Marker voneinander unterscheiden? Wie verlaufen das Zählen, Anfärben, Analysieren und Sortieren dieser Zellen? Und wie funktioniert die bioinformatische Analyse von Sequenzier-Datensätzen des heraussortierten Zelltyps? Diesen Fragestellungen werden wir uns mit viel Spaß widmen.