Prof.Dr. Marta Rizzi: Erkenntnis der Entwicklung des Immunsystems in verschiedenen Lebensphasen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: COVID-19: Unterschiedliche Immunantwort bei Kindern und Erwachsenen bleibt lange bestehen

Unterschiede in der Immunantwort bei Kindern und Erwachsenen auch nach milden oder asymptomatischen Verläufen / Studie der baden-württembergischen Unikliniken unter Leitung der Universitätskliniken Freiburg und Ulm / Studie in Nature Communications 

• Welche Teile des Immunsystems wie viel zur Immunantwort bei COVID-19 beitragen, unterscheidet sich bei Kindern und Erwachsenen und ändert sich über die Zeit. 

Universitätsklinikum Freiburg / Biorender.com

Welche Art der Immunantwort Kinder und Erwachsene nach einer milden oder asymptomatischen Infektion mit SARS-CoV-2 ausbilden, haben Forscher*innen der Universitätskliniken Freiburg, Heidelberg, Tübingen und Ulm in einer gemeinsamen Studie untersucht. 

• Es zeigte sich, dass bei Kindern selbst nach zwölf Monaten noch eine Immunantwort nachweisbar war, diese aber über die Zeit deutlich an Stärke verloren hat. 
  

• Während bei Erwachsenen die Immunantwort vor allem von Gedächtnis-B- und -T-Zellen getragen wird, übernehmen bei Kindern spezifische Serum-Antikörper, die von Plasmazellen produziert werden, eine zentrale Funktion. 

Die Studie erschien am 28. November 2022 im internationalen Fachmagazin Nature Communications.

„Wir fanden heraus, dass im Beobachtungszeitraum von einem Jahr spezifische Antikörper abnahmen, aber die neutralisierende Antikörperaktivität und -breite in beiden Altersgruppen zunahmen. 

• Bestimmte Gedächtniszellen bleiben stabil und reifen mit der Zeit. 

Obwohl die Immunität gegen SARS-CoV-2 quantitativ abnimmt, hat sich die Qualität durch eine Reifung kontinuierlich gebessert, bei Kindern sogar deutlicher als bei Erwachsenen“, sagt Privatdozentin Dr. Marta Rizzi, Forschungsgruppenleiterin an der Klinik für Rheumatologie und Klinische Immunologie des Universitätsklinikums Freiburg und Professorin für klinische und experimentelle Immunologie an der Medizinischen Universität Wien. Rizzi hat die Studie gemeinsam mit Dr. Aleš Janda vom Universitätsklinikum Ulm geleitet.

„Unsere Daten tragen zur Erkenntnis der Entwicklung des Immunsystems in verschiedenen Lebensphasen bei. 

Sehr wahrscheinlich kann man durch die gefundenen Unterschiede auch Rückschlüsse auf andere virale Infektionen ziehen. 

Die COVID-19-Pandemie hat uns dabei geholfen, das Immunsystem in unterschiedlichen Altersgruppen besser zu verstehen“, ergänzt Janda, Oberarzt an der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Ulm. 

„Wir freuen uns, dass es uns die Finanzierung durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg ermöglicht hat, diese enge und effektive Kooperation zwischen den vier Universitätskliniken in Baden-Württemberg aufzubauen“, sagen Rizzi und Janda.

Die Studie ist Teil der COVID-19-Haushaltsstudie Baden-Württemberg, einer gemeinsamen Initiative der Universitätskinderkliniken in Freiburg, Heidelberg, Tübingen und Ulm www.corona-kinderstudie.de. 

Die Forschenden analysierten die Dynamik der Immunantwort in 28 Familien bis zu 12 Monate nach einer leichten oder asymptomatischen Infektion.

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PD Dr. Marta Rizzi
Gruppenleiterin
Klinik für Rheumatologie und Klinische Immunologie
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761-270-62170
marta.rizzi@uniklinik-freiburg.de

MUDr. Aleš Janda, M.Sc., Ph.D.
Oberarzt an der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Universitätsklinikum Ulm
Telefon: 0731-500-57154
ales.janda@uniklinik-ulm.de

Benjamin Waschow Universitätsklinikum Freiburg

Breisacher Straße 153
79110 Freiburg
Deutschland
Baden-Württemberg

Telefon: (0761) 270 - 19090
Fax: (0761) 270 - 19030
E-Mail-Adresse: benjamin.waschow@uniklinik-freiburg.de 

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Originalpublikation:

Original-Titel der Studie: High antibody levels and reduced cellular response in children up to one year after SARS-CoV-2 infection
DOI: (2022)13:7315
Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41467-022-35055-1

Professor Wolfgang Kastenmüller: Die 600 bis 800 Lymphknoten

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Akteure der Immunantwort

Lymphknoten lösen sehr unterschiedliche Immunantworten aus – je nachdem, mit welchem Körpergewebe sie in Verbindung stehen. 

Verantwortlich für diesen Zusammenhang sind spezielle T-Zellen.

Der menschliche Körper enthält 600 bis 800 Lymphknoten. 

• Sie sind darauf spezialisiert, Immunantworten auszulösen. 

Damit die Lymphknoten über Infektionen im Körper informiert werden, sind sie über Lymphgefäße mit den einzelnen Organen verbunden. 

Von dort transportieren die Lymphgefäße Flüssigkeit, aber auch spezielle Immunzellen in die Lymphknoten. 

• Diese Immunzellen heißen dendritische Zellen; sie tragen Informationen aus den Organen in die Lymphknoten und geben sie dort an andere Immunzellen weiter.

Jetzt steht fest: Die dendritischen Zellen sind nicht alleine für diesen wichtigen Informationsfluss zuständig. Ein Forschungsteam um den Immunologen Professor Wolfgang Kastenmüller von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg hat herausgefunden, dass auch sogenannte unkonventionelle T-Zellen kontinuierlich vom Gewebe in die Lymphknoten wandern und dort die
Immunantworten beeinflussen.

Diese Entdeckung hat Folgen – für Impfstrategien ebenso wie für Immuntherapien gegen Krebs.

Verschiedene Subtypen von unkonventionellen T-Zellen

„Jedes Gewebe unseres Körpers besitzt unterschiedliche Subtypen der unkonventionellen T-Zellen“, erklärt Wolfgang Kastenmüller. 

• „Da diese Zellen jeweils zum nächstgelegenen Lymphknoten wandern, unterscheiden sich auch die einzelnen Lymphknoten in der Zusammensetzung der T-Zellen. 
• Und das wirkt sich direkt auf die Immunantworten der einzelnen Lymphknoten aus.“

• So löse ein Lymphknoten, der über eine Infektion in der Lunge informiert wurde, eine andere Immunantwort aus als ein Lymphknoten, der seine Informationen vom Darm oder aus der Haut erhält.

Unterschiedlichkeit der Lymphknoten nutzen

• Eine in die Haut oder in den Muskel verabreichte Impfung zum Beispiel adressiere immer Lymphknoten, die mit der Haut in Verbindung stehen. 

Womöglich könne der Impfstoff aber wesentlich effizienter sein, wenn man ihn in der Nähe anderer Lymphknoten verabreicht. 

Diese Überlegung gilt auch für Immuntherapien gegen Krebs.

„Darum wollen wir als nächstes untersuchen, ob wir die Unterschiedlichkeit der Lymphknoten nutzen können, um Impfungen effizienter zu machen oder um Immuntherapien gegen Krebs zu verbessern“, sagt der JMU-Professor. Interessant sei auch die Frage, ob sich die Verschiedenheit der Lymphknoten aktiv beeinflussen lässt. Und es soll geklärt werden, welche Bedeutung die neuen Erkenntnisse mit Blick auf die Entstehung von Autoimmunerkrankungen und Krebs haben.

Beteiligte Forschungsgruppen / Förderung

Die Ergebnisse der Forschungsgruppe sind im Journal „Immunity“ veröffentlicht. Maßgeblich an den Arbeiten beteiligt waren Marco Ataide, Paulina Cruz de Casas und Konrad Knöpper, alle aus Kastenmüllers Team vom JMU-Lehrstuhl für Systemimmunologie I.

Außerdem wirkten Forschende vom Würzburger Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), vom JMU-Institut für molekulare Infektionsbiologie (IMIB), vom Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy (CIML) und von der Medizinischen Klinik II des Würzburger Universitätsklinikums mit.

Finanziell gefördert wurden die Arbeiten von der Max-Planck-Gesellschaft sowie vom Europäischen Forschungsrat im Rahmen eines ERC Consolidator Grants für Wolfgang Kastenmüller.

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Robert Emmerich Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Sanderring 2
97070 Würzburg
Deutschland
Bayern

Telefon: 0931/31-82750
E-Mail-Adresse: presse@uni-wuerzburg.de

Prof. Dr. Wolfgang Kastenmüller, Lehrstuhl für Systemimmunologie I; Universität Würzburg, wolfgang.kastenmueller@uni-wuerzburg.de

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Originalpublikation:

Lymphatic migration of unconventional T cells promotes site-specific immunity in distinct lymph nodes. Immunity, 23. August 2022, DOI: 10.1016/j.immuni.2022.07.019

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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(22)00354-5

Prof. jun. Dr. Esther K. Diekhof: Das physiologische Immunsystem (BIS) - das Verhaltensimmunsystem (PIS)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Ekelerregende Videos mit Krankheitsbezug lösen Immunantwort aus

Personen, die mit krankheitsbezogenen ekelerregenden Videos konfrontiert werden, weisen eine erhöhte Konzentration der Antikörper Immunglobulin A im Speichel auf. 

Das zeigt eine Studie von Forschenden des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg mit 116 Testpersonen. 

Die Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das physiologische Immunsystem, das bisher hauptsächlich als reaktiv galt, bereits antwortet, bevor ein Pathogen in den Körper gelangt. 

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Brain, Behavior & Immunity – Health“ veröffentlicht. 

Die Probandinnen und Probanden sahen unter anderem ekelerregende Videos mit Bezug zu ansteckenden Atemwegserkrankungen. Pexels/Piacquadio 

• Das Verhaltensimmunsystem (engl. behavioral immune system, BIS) unterstützt das physiologische Immunsystem (PIS) bei der Bekämpfung von Infektionen und kann sogar das Risiko einer Ansteckung verringern, indem es Menschen dazu bringt, sich vor Krankheitserregern zu schützen. 

• Es hilft zum Beispiel, Hinweise auf Krankheitserreger (etwa Gerüche oder sichtbare Krankheitsanzeichen) in der Umgebung zu erkennen oder löst Vermeidungsverhalten sowie Gefühle wie Abneigung oder Ekel aus.
  

Frühere Studien haben Hinweise auf mögliche Wechselwirkungen zwischen dem BIS und dem PIS gefunden. 

Die meisten dieser Ergebnisse konnten jedoch nicht wiederholt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg haben nun in einer Studie weitere Erkenntnisse über die Wechselwirkungen der beiden Systeme und den Einfluss von Ekel- und krankheitsbezogenen Reizen auf Immunreaktionen gewonnen.  

• Die Veränderungen wurden durch die Konzentration des sekretorischen Immunglobulins A (sIgA) im Speichel gemessen.
  

Dazu ließen die Forscherinnen 116 Testpersonen (47 männlich, 69 weiblich) verschiedene ekel-auslösende Videos schauen. 

Zwei der Videos zeigten Situationen, die mit ansteckenden Virusinfektionen der Atemwege in Verbindung gebracht wurden. Das dritte Video enthielt kein Risiko einer Ansteckung, sondern Situationen, die im Kern Ekel hervorrufen, wie z. B. verdorbene Lebensmittel, verwesende Tierkadaver oder Kakerlaken. Ein viertes Video diente als Kontrolle und zeigte Landschaftseindrücke. Die Forschenden nahmen Speichelproben, um die Konzentration von Antikörpern (sIgA) zu messen und ließen die Probandinnen und Probanden Fragebögen zu ihrem Empfinden ausfüllen.

„Es zeigte sich, dass die sIgA-Konzentration bei Testpersonen nach der Stimulation – vor allem bei Videos, die Menschen mit Krankheitssymptomen zeigen – anstieg“, sagt Judith Keller, Erstautorin der Studie und Doktorandin in der Arbeitsgruppe Neuroendokrinologie am Fachbereich Biologie der Universität Hamburg. 

Im Durchschnitt erhöhte sich die sIgA-Konzentration nach dem Schauen des Krankheitsvideos um 83,15 Prozent und nach dem Schauen von Videos mit verdorbenen Lebensmitteln um 44,79 Prozent.

• „Dies ist besonders, da das physiologische Immunsystem bisher als hauptsächlich reaktiv gilt, also sonst eher auf ein Pathogen im Körper reagiert. 

• Der Anstieg in unserer Studie spricht dafür, dass es auch reagiert, bevor das Pathogen in den Körper kommt“, so Keller. 
• Die Forscherinnen nehmen an, dass das BIS also nicht nur psychologische Maßnahmen auslöst, sondern in diesem Fall auch eine Antwort des PIS stimuliert.
  

„Allerdings müssen wir einschränken, dass unsere Studie keine direkten Beweise für eine erhöhte Immunität bei Personen liefert“, sagt Juniorprofessorin Dr. Esther Diekhof, Leiterin der Arbeitsgruppe Neuroendokrinologie am Fachbereich Biologie der Universität Hamburg. 

„Ein solcher proaktiver Abwehrmechanismus scheint jedoch wahrscheinlich, da sIgA im Speichel eine wichtige Rolle beim Immunausschluss spielt.“

Zukünftige Studien müssen weiter untersuchen, ob dieser Anstieg von sIgA tatsächlich eine Immunantwort auslöst und somit eine erhöhte Immunität von zum Beispiel Atemwegsviren widerspiegelt, noch bevor die Schleimhäute mit einem Erreger in Kontakt gekommen sind.

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Prof. jun. Dr. Esther K. Diekhof
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften
Fachbereich Biologie
Neuroendokrinologie
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Judith Keller
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Anna Priebe
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Originalpublikation:

Disease-related disgust promotes antibody release in human saliva, J. K. Keller, C. Wülfing, J. Wahl, and E. K. Diekhof, Brain, Behavior, & Immunity – Health 24, 100489 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.bbih.2022.100489

 

 

BundestagsDebatte HEUTE: Prof. Dr. med. Burkhart Schraven: Die Stärke der Immunantwort nach verschiedenen COVID-19-Impfstoff-Kombinationen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: COVID-19-Impfstoffe triggern keine Autoantikörper

Wissenschaftler:innen der Universitätsmedizin Magdeburg haben in den letzten Monaten zwei Studien zu COVID-19-Impfstoffen durchgeführt. 

Ziel war es, herausfinden, ob sich die Stärke der Immunantwort nach verschiedenen COVID-19-Impfstoff-Kombinationen unterscheidet und ob diese Impfungen das Immunsystem so umprogrammieren, dass es zu einer Reaktion gegen körpereigene Strukturen durch so genannte Autoantikörper kommt. 

Diese könnten im schlimmsten Fall zu einer Zerstörung körpereigener Zellen und Organe führen, was langwierige medizinische Behandlungen erfordern würde. 

Dr. rer. nat. Christoph Thurm und Institutsdirektor Prof. Dr. med. Burkhart Schraven aus dem Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Sarah Kossmann Universitätsmedizin Magdeburg 

Die Studien wurden durch das Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Universitätsmedizin Magdeburg koordiniert. Weitere Partner waren das Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie der Universitätsmedizin Magdeburg sowie das Institut für Immunologie der Medizinischen Hochschule Hannover.

In den Studien wurden folgende Wirkstoffkombinationen analysiert: 

• Zwei Impfungen mit einem mRNA- 

• oder Vektor-Impfstoff 

• bzw. die Kombination eines Vektor-Impfstoffs, gefolgt von einem mRNA-Impfstoff. 

An den Studien haben insgesamt 120 freiwillige Proband:innen aus der Mitarbeiterschaft der Medizinischen Fakultät und des Universitätsklinikums Magdeburg teilgenommen. 

Gemäß der individuellen Impfstoffkombination wurden diese in drei Gruppen aufgeteilt. 

Bei allen Studienteilnehmenden erfolgten vier Blutentnahmen, vor der Zweitimpfung sowie zwei bzw. vier Wochen und vier Monate nach der Zweitimpfung. 

Damit konnten die Konzentrationen der Impfantikörper und Autoantikörper bestimmt und anschließend statistisch ausgewertet werden.

Der Magdeburger Immunologe und Leiter des Institutes für Molekulare und Klinische Immunologie der Universitätsmedizin Magdeburg, Prof. Dr. med. Burkhart Schraven, erläutert die Ergebnisse:

•  „In unseren Studien konnten wir zeigen, dass die Induktion von Antikörpern gegen SARS-CoV-2 nach einer zweimaligen Impfung mit dem Vektor-Impfstoff von AstraZeneca im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen um zirka 90 Prozent reduziert war. 

• Hiermit ist vermutlich auch ein deutlich verringerter Schutz gegen eine Ansteckung mit der Delta-Variante von SARS-CoV-2 verbunden.“ 

Diese Informationen seien wichtig, um die Prozesse, die durch die neuen Impfstoffe angestoßen wurden, besser zu verstehen und einige offene Fragen zu beantworten.

„Wir konnten zeigen, dass keine der drei Impfstrategien eine Produktion von Autoantikörpern in gesunden Probandinnen oder Probanden induziert und dementsprechend auch keine ungewollte Immunreaktion gegen den eigenen Körper stattfindet. 

Dies ist ein sehr wichtiger Befund, da solche Autoimmun-Reaktionen im Zusammenhang mit symptomatischen COVID-19-Infektionen beobachtet wurden und daher die Möglichkeit bestand, dass auch die Impfung ähnliche Veränderungen anstößt“, erklärt der Erstautor der Studie, Dr. rer. nat. Christoph Thurm.

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Prof. Dr. med. Burkhart Schraven und Dr. rer. nat. Christoph Thurm, Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Tel.: 0391/67-24397, christoph.thurm@med.ovgu.de

Friederike Süssig-Jeschor Universitätsmedizin Magdeburg

Leipziger Straße 44
39120 Magdeburg
Deutschland
Sachsen-Anhalt

Ögelin Düzel
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Friederike Süssig-Jeschor
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E-Mail-Adresse: friederike.suessig-jeschor@med.ovgu.de

Originalpublikation:

Robust induction of neutralizing antibodies against the SARS-CoV-2 Delta variant after homologous Spikevax or heterologous Vaxzevria-Spikevax vaccination
First published: 06 December 2021 https://doi.org/10.1002/eji.202149645

Anti-SARS-CoV-2 vaccination does not induce the formation of autoantibodies but provides humoral immunity following heterologous and homologous vaccination regimens: Results from a clinical and prospective study within professionals of a German University Hospital, https://doi.org/10.1101/2021.11.01.21265737

Prof. Dr. Carolyn King: Das immunologische Gedächtnis: Immunzellen, Antikörpern und Signalstoffen,

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: In der Lunge entdeckte Immunzellen verbessern Abwehr gegen Viren

• Ein Forschungsteam der Universität Basel hat in der Lunge ansässige Immunzellen entdeckt, die lange nach einer überstandenen Grippe fortbestehen. 

In Versuchen mit Mäusen zeigte sich, dass diese Helferzellen die Immunantwort gegen eine erneute Infektion mit einem anderen Grippevirus-Stamm verbessern. 

• Die Entdeckung könnte Ansätze für länger wirksame Impfungen gegen sich schnell verändernde Viren liefern.

Schon zu Beginn der Coronapandemie kam die Frage auf, wie lange die Immunität nach einer überstandenen SARS-CoV-2-Infektion anhält. 

Die gleiche Frage stellt sich im Zuge der Covid-19-Impfung. 

Eine entscheidende Rolle dafür spielt das immunologische Gedächtnis – ein Zusammenspiel von Immunzellen, Antikörpern und Signalstoffen, das es dem Körper erlaubt, bereits bekannte Erreger besonders effizient zu bekämpfen.

• Forschende um Prof. Dr. Carolyn King vom Departement Biomedizin der Universität Basel haben nun eine Gruppe von Immunzellen in der Lunge identifiziert, die zentral für die Abwehr wiederholter Infektionen mit Grippeviren ist. 
• Gleiches dürfte für erneute Infektionen mit anderen Erregern von Atemwegserkrankungen gelten.

In Versuchen mit Mäusen charakterisierten die Forschenden eine Gruppe von sogenannten T-Gedächtniszellen im Lungengewebe, die nach einer überstandenen Grippe lange dort verbleiben. Von diesen sogenannten «T resident helper cells» (etwa «im Gewebe ansässige T-Helferzellen») berichtet das Team im Fachjournal «Science Immunology».

Reservoir im Gewebe

«Es ist noch relativ wenig bekannt über T-Gedächtniszellen, die im Gewebe verbleiben», erklärte Nivedya Swarnalekha, Co-Erstautorin der Studie. Bisherige Studien fokussierten insbesondere auf die Gedächtniszellen im Blut und Lymphgewebe. 

«Es ergibt jedoch Sinn, dass der Körper ein Reservoir dieser Zellen in dem Gewebe anlegt, das von der Infektion betroffen war und wo gleiche oder ähnliche Erreger wieder eindringen könnten.»

Die Forschenden beschreiben in ihrer Studie zwei Typen von T-Helferzellen in der Lunge. 

Der eine Typ schüttet im Falle einer erneuten Infektion Signalstoffe aus, um anderen Immunzellen «tödlichere Waffen» im Kampf gegen den Erreger zu verleihen. 

Der andere Typ, den man bis dato nur im Lymphgewebe, aber noch nicht im Lungengewebe charakterisiert hatte, unterstützt antikörperproduzierende Immunzellen (B-Zellen) und bildet mit diesen im Gewebe eng benachbarte Teams.

In weiteren Experimenten konnten die Forschenden beweisen, dass die Anwesenheit dieser Zellen in unmittelbarer Nähe zu den antikörperproduzierenden B-Zellen zu einer effizienteren Immunantwort führte, wenn es einen geringfügig anderen Grippevirus abzuwehren galt.

Ansatz für langfristig wirksamen Impfschutz

«Diese T-Helferzellen könnten ein interessanter Ansatzpunkt für länger wirksame Grippeimpfungen sein», sagte David Schreiner, ebenfalls Co-Erstautor der Studie. 

Denkbar sei beispielsweise, Impfstoffe mit Wirkstoffen zu ergänzen, die die Bildung dieser ins Gewebe einwandernden T-Helferzellen unterstützen. 

Dafür bräuchte es entsprechende weitere Forschung und Entwicklung.

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Prof. Dr. Carolyn King, Universität Basel, Departement Biomedizin, Tel. +41 61 265 38 74, E-Mail: carolyn.king@unibas.com  

Dr.. Angelika Jacobs Universität Basel

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Dr. Angelika Jacobs
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E-Mail-Adresse: angelika.jacobs@unibas.ch

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Originalpublikation:

Nivedya Swarnalekha, David Schreiner, Ludivine C Litzler, Saadia Iftikhar, Daniel Kirchmeier, Marco Künzli, Young Min Son, Jie Sun, Etori Aguiar Moreira, Carolyn G King
T resident helper cells promote humoral responses in the lung
Science Immunology (2021), doi: 10.1126/sciimmunol.abb6808

 

Prof. Dr. Georg Behrens: Das Blut auf Antikörper gegen SARS-CoV-2 testen -

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Corona-Pandemie: MHH ist ein sicherer Ort für Patientinnen, Patienten und Klinikpersonal

CoCo-Studie: Im nächsten Schritt soll Immunantwort nach Corona-Impfung untersucht werden

Seit Beginn der Corona-Pandemie in Deutschland im März 2020 untersucht ein Forschungsteam der MHH-Klinik für Rheumatologie und Immunologie in der CoCo (COVID-19 Contact)-Studie, wie häufig es beim Personal in der Krankenversorgung zu einer Infektion mit SARS-CoV-2 gekommen ist. 

Dazu wurde das Blut auf Antikörper gegen SARS-CoV-2 untersucht, was eine stattgefundene Infektion anzeigt.

 „Wir wollten vor allem wissen, wie viele Teilnehmerinnen und Teilnehmer erkrankt sind, ohne es zu merken“, sagt Studienleiter Professor Dr. Georg Behrens. 

Professor Dr. Georg Behrens und Doktorandin Anne Cossmann mit eingelagerten Blutproben aus der CoCo-Studie. Copyright: „Karin Kaiser/MHH“.

Die beruhigenden Ergebnisse: 

Es gab viel weniger Infizierte als befürchtet. Nur bei etwa einem Prozent waren überhaupt Antikörper gegen SARS-CoV-2 nachzuweisen – eine sehr niedrige Infektionsrate im Vergleich zur Bevölkerung Region Hannover Außerdem konnte das Studienteam kaum sogenannte „stille Infektionen“ feststellen. Nur zwei der insgesamt mehr als 1.250 Getesteten hatten sich bis November infiziert, ohne es zu wissen.  

Deshalb ist die Furcht, sich in der Klinik selbst anzustecken, weitgehend unbegründet. 

Und das liegt nicht nur an der bislang relativ niedrigen Zahl an COVID-19-Patientinnen und -Patienten. Auch das Klinikpersonal selbst trägt entscheidend dazu bei, indem es offensichtlich verantwortungsvoll arbeitet und die Hygienevorschriften beachtet.

Mehr als 1.000 Mitarbeitende nehmen an der CoCo-Studie teil

Die MHH ist bundesweit eine der ersten Institutionen, die Ärztinnen, Ärzte und Pflegekräfte aus der klinischen Routine- und Notfallversorgung von COVID-19-Patientinnen und Patienten regelmäßig testet. 

„Wir haben anfangs wöchentlich, dann monatlich Blutproben von mehr als 200 Teilnehmenden untersucht und gleichzeitig mithilfe von Fragebögen mögliche Symptome erfasst“, erklärt Anne Cossmann, Doktorandin in der Klinik und eine Organisatorin der Studie. Ein logistischer Kraftakt, denn aufgrund der Abstandsregeln konnten die Teilnehmenden nicht zentral zur Blutentnahme bestellt werden. „Da aber alle medizinisch geschult sind, haben sie zum Glück selbst die Blutproben entnommen, wir hatten sozusagen lauter kleine Studienzentren auf dem Campus“, sagt Studienleiter Behrens. Inzwischen sind zudem 1.000 weitere Probanden rekrutiert worden, die alle sechs Monate getestet werden. Das Interesse an der CoCo-Studie ist enorm. „Wir sind dankbar für die Teilnahmebereitschaft, können aber leider nicht noch mehr Interessierte einschließen“, sagt Professor Behrens.

Als nächstes soll der Impfschutz untersucht werden

Jetzt geht die Studie in eine neue Phase, denn demnächst starten die Impfungen gegen SARS-CoV-2. Nächstes Ziel ist, die dadurch ausgelöste Immunantwort zu untersuchen. „Wir haben vorab Fragebögen zur möglichen Impfteilnahme an unsere Teilnehmerinnen und Teilnehmer versendet. Aufgrund der Antworten gehen wir davon aus, dass sich 70 bis 80 Prozent gegen das Corona-Virus immunisieren lassen werden“, schätzt Professor Behrens. 

Daraus leite sich die Frage ab, wie stark die Impflinge jeweils auf den Impfstoff ansprechen, wie viele Antikörper sie bilden und wie lange der Impfschutz andauert. 

Doch auch Teilnehmende, die sich nicht impfen lassen möchten, werden weiterhin innerhalb der CoCo-Studie getestet. 

Die Ergebnisse erfahren sie auf einer extra für die klinische Studie eingerichteten Webseite. 

„Die Seite ist eine Art Kommunikationsplattform für Neuigkeiten, Hintergrundinformationen und Schaubilder“, erklärt Anne Cossmann. 

Die Teilnehmenden können sich mit einem persönlichen Passwort einloggen, Fragen stellen und ihre Untersuchungsergebnisse abfragen – alles pseudonymisiert und datenschutzkonform.

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PD Dr. Gerd Meyer zu Hörste + Dr. Michael Heming : Neuro-Covid: Interferonantwort bei Viruserkrankungen - Antivirale Immunantwort

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Abwehrschwäche im Nervensystem kann zu schwerem COVID-Verlauf führen

Patienten, die an COVID-19 erkranken, können Begleit- und Folgeerscheinungen entwickeln, die das Nervensystem betreffen. 

Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Medizinischen Fakultäten der Universitäten Münster und Duisburg-Essen hat dies als Neuro-COVID bezeichnete Phänomen nun genauer analysiert. 

Die im hochrangigen Fachjournal Immunity veröffentlichte Studie zeigt eine deutlich geschwächte Immun- und Interferonantwort bei den COVID-19-Patienten. 

Die standortübergreifende Arbeitsgruppe machte sich die moderne Methode der Einzelzell-Transkriptomik zunutze. 

Mit ihr wird die Expression tausender Gene auf Einzelzellebene gleichzeitig untersucht. 

 

 Priv.-Doz. Dr-Gerd Meyer zu Hörste (l.) und Dr. Michael Heming aus der münsterschen Uniklinik für Neurologie waren maßgeblich an der neuen Studie beteiligt. David Schafflick WWU - Medizinische Fakultät

Patienten, die an COVID-19 erkranken, können Begleit- und Folgeerscheinungen entwickeln, die das Nervensystem betreffen. 

Am bekanntesten ist der Verlust des Geschmacks- und Geruchssinns, aber auch schwere Komplikationen, wie Schlaganfälle, Krampfanfälle oder Hirnhautentzündung, sind möglich. 

Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Medizinischen Fakultäten der Universitäten Münster und Duisburg-Essen hat dies als Neuro-COVID bezeichnete Phänomen nun genauer analysiert. Die im hochrangigen Fachjournal Immunity veröffentlichte Studie zeigt eine deutlich geschwächte Immun- und Interferonantwort bei den COVID-19-Patienten.

Die standortübergreifende Arbeitsgruppe machte sich die moderne Methode der Einzelzell-Transkriptomik zunutze. Mit ihr wird die Expression tausender Gene auf Einzelzellebene gleichzeitig untersucht.

 „So konnten wir die Immunantwort von Neuro-COVID im Nervenwasser in unmittelbarer Nähe zum Gehirn im Detail charakterisieren“, erläutert Privatdozent Dr. Gerd Meyer zu Hörste, Oberarzt in der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Münster und Letztautor der neuen Studie. 

„Wir haben in einer Gruppe von 102 COVID-19-Patienten diejenigen identifiziert, die neurologische Symptome entwickelten und die aus diagnostischer Sicht eine Nervenwasserentnahme benötigten“, so Privatdozent Dr. Dr. Mark Stettner, Oberarzt der neurologischen Universitätsklinik in Essen, der zusammen mit Meyer zu Hörste die Studie leitete.

Proben der acht Neuro-COVID-Patienten wurden gesammelt und nach Münster zur Analyse geschickt. 

„Gemeinsam konnten wir in diesen Untersuchungen feststellen, dass sich im Nervenwasser der Patienten vermehrt T-Zellen fanden, die erschöpft wirkten“, umreißt Dr. Michael Heming, Erstautor der Studie und Assistenzarzt in der münsterschen Uni-Neurologie das Arbeitsergebnis. 

• Auch die Interferonantwort von Neuro-COVID-Patienten war im Vergleich zur viralen Gehirnentzündung abgeschwächt. 

• Interferone sind der wichtigste frühe Abwehrmechanismus bei Viruserkrankungen. 

Zudem wies die Forschungsgruppe im Nervenwasser der Untersuchten vermehrt entdifferenzierte Vorläufer von Fresszellen nach.

„Diese Funde deuten auf eine eingeschränkte antivirale Immunantwort bei Neuro-COVID-Patienten hin“, interpretiert Prof. Christoph Kleinschnitz, Direktor der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Essen, die Erkenntnisse. 

Ein detailliertes Verständnis des Phänomens Neuro-COVID ist die Grundlage, um die Krankheit schneller zu erkennen und gezielter zu behandeln. 

„Dass die Studie nun im hochkarätigen Journal Immunity publiziert werden konnte, ist das Ergebnis einer intensiven und harten Arbeit, die in kürzester Zeit zu beeindruckenden Ergebnissen geführt hat“, freut sich Prof. Heinz Wiendl, Direktor der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Münster.

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Originalpublikation:

Heming M, Li X, Räuber S, Mausberg AK, Börsch AL, Hartlehnert M, Singhal A, Lu IN, Fleischer M, Szepanowski F, Witzke O, Brenner T, Dittmer U, Yosef N, Kleinschnitz C, Wiendl H, Stettner M, Meyer Zu Hörste G: Neurological Manifestations of COVID-19 Feature T Cell Exhaustion and Dedifferentiated Monocytes in Cerebrospinal Fluid. Immunity. 2020 Dec 23: S1074-7613(20)30539-2. Doi: 10.1016/j.immuni.2020.12.011. Epub ahead of print. PMID: 33382973.

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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33382973/ Originalpublikation

https://www.medizin.uni-muenster.de/neurologie/forschung/arbeitsgruppe-meyer-zu-... Arbeitsgruppe Meyer zu Hörste an der Universität Münster

https://neurologie.uk-essen.de/ Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Essen

 

Sepsis oder Blutvergiftung: Erregerdiagnostik

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Blutbahn in Not - Thorsten Brenner ist neu an der UDE/am UK Essen

Sie wird oft unterschätzt, nicht erkannt, kann aber tödlich enden. 

An einer Sepsis oder Blutvergiftung erkranken in Deutschland jährlich über 300.000 Menschen, rund 70.000 sterben. 

Wie der Organismus auf die Erreger reagiert, erforscht u.a. der neue Anästhesiologie-Professor Thorsten Brenner an der Universität Duisburg-Essen (UDE). Er ist zugleich Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Essen (UK Essen). 
 
 Sepsis-Forscher Prof. Dr. Thorsten Brenner Foto: UDE/Frank Preuß


Nach seiner mit sehr gut bewerteten Promotion (2005) ließ sich Brenner am Uniklinikum Heidelberg zum Facharzt für Anästhesiologie (2010) ausbilden. Dort forschte und behandelte er anschließend mehrere Jahre und war seit 2018 außerplanmäßiger Professor für Anästhesiologie. Im vergangenen Jahr erhielten er und Kollegen für ihre Untersuchungen zur innovativen Erregerdiagnostik bei Sepsis den Innovations-Preis des Stuttgarter Intensivkongresses und eine hochdotierte Studienförderung der Dietmar-Hopp-Stiftung.

Damit die Diagnose der Sepsis schneller gestellt werden kann, wird Thorsten Brenner das wissenschaftliche Engagement in diesem Forschungsbereich vorantreiben.

Wissenschaftler suchen damit im Blut der Erkrankten nach dem Erbgut möglicher Keime.

Zudem möchte der 41-Jährige mehr über die körpereigene Infektionsabwehr herausfinden und untersucht die angeborene Immunantwort bei Blutvergiftungen.

Eine Sepsis ist eine Infektion, die oft mit Fieber und schwerem Krankheitsgefühl beginnt und im unbehandelten Zustand schnell zu Organversagen führen kann. 

Ausgelöst werden die Entzündungen durch Bakterien, Viren, Pilze o.ä. 


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Akute Entzündungsreaktionen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wie Durchfallerreger bei Körpertemperatur auf Angriff schalten

Viele bakterielle Krankheitserreger scheiden Giftstoffe aus, sobald sie sich im Wirt befinden, um dessen Immunantwort zu unterdrücken. 

Was genau auf molekularer Ebene passiert, wenn der Durchfallerreger Yersinia pseudotuberculosis auf Angriff schaltet, haben Forscherinnen und Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) untersucht.

Sie nahmen dazu sogenannte RNA-Thermometer unter die Lupe, die den Bakterien signalisieren, ob sie sich im Wirt befinden. 

In Kooperation mit Kollegen des Helmholtz-Instituts für Infektionsforschung Braunschweig zeigten sie außerdem, dass Bakterien mit deaktiviertem RNA-Thermometer keine Infektion mehr auslösen können. 
 
Über die Studie berichtet die Zeitschrift Plos Pathogens online am 17. Januar 2020.

Bei 37 Grad Celsius schmilzt das RNA-Thermometer auf

„Aus vorangegangenen Arbeiten wussten wir, dass Yersinia-Bakterien sehr sensibel auf Temperaturänderungen reagieren und die Anwesenheit in ihrem Wirt anhand der Körpertemperatur erkennen“, sagt Prof. Dr. Franz Narberhaus vom RUB-Lehrstuhl für Biologie der Mikroorganismen. Verantwortlich für die Temperaturmessung sind die RNA-Thermometer.

• Dabei handelt es sich um Abschnitte in der Boten-RNA vieler Gene, die den Bauplan für die krankmachenden Substanzen enthalten.

• Bei niedrigen Temperaturen, also außerhalb des Wirts, verhindern die RNA-Thermometer, dass die RNA abgelesen und in Proteine übersetzt wird. 

• Erst nach erfolgreicher Infektion des warmblütigen Wirtes, also bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius, schmelzen die RNA-Strukturen auf. 

Dann können sie in Proteine umgeschrieben werden, die eine für den Wirt schädliche Wirkung entfalten.

In der aktuellen Publikation beschreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den zugrunde liegenden Schmelzmechanismus des RNA-Thermometers für einen der Giftstoffe von Yersinia pseudotuberculosis, das CnfY-Toxin.

Bakterien mit nicht funktionellen Thermometern machen nicht krank

Der Bochumer Doktorand Christian Twittenhoff zeigte anhand von isolierten Zellbestandteilen des Durchfallerregers, an welchen Stellen das RNA-Thermometer für das CnfY-Toxin aufschmilzt und welche Struktur es dabei annimmt. Der Biologe erstellte ein Modell, das dokumentiert, wie sich das Thermometer öffnet. Es zeigt auch, wie das Ribosom – der Zellbestandteil, an dem die Boten-RNA in ein Protein übersetzt wird – an die Boten-RNA andockt.

In Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Dr. Petra Dersch, früher am Helmholtz-Institut in Braunschweig, jetzt an der Universität Münster, demonstrierten die Forscher außerdem, welche Rolle das RNA-Thermometer für den Krankheitsprozess spielt. Sie infizierten Mäuse mit Yersinia-Bakterien, die entweder funktionierende RNA-Thermometer besaßen oder inaktivierte RNA-Thermometer, die nicht bei 37 Grad Celsius aufschmelzen konnten. Die Bakterienstämme mit modifizierten RNA-Thermometern waren nicht in der Lage, Mäuse krank zu machen. „Die Ergebnisse haben gezeigt, wie wichtig ganz kurze regulatorische RNA-Sequenzen für den erfolgreichen Infektionsverlauf eines Bakteriums sein können“, resümiert Christian Twittenhoff, der Erstautor dieser Studie.

Ähnliche Mechanismen in anderen Bakterien vermutet

Christian Twittenhoff verglich das Gen des CnfY-Toxins mit Toxin-Genen anderer Krankheitserreger mithilfe von bioinformatischen Methoden.

Die Analyse legt nahe, dass auch andere Toxin-Gene durch RNA-Thermometer reguliert sein könnten.

„Obwohl die Sequenzen sehr unterschiedlich sind, können wir vorhersagen, welche RNA-Strukturen vermutlich als Thermometer fungieren“, erklärt er.

„RNA-Thermometer funktionieren über einen sehr einfachen Mechanismus, der sich wahrscheinlich im Laufe der Evolution bewährt und deshalb vielfach und unabhängig voneinander entwickelt hat“, vermutet Franz Narberhaus.  

Grundsätzlich könne man einer bakteriellen Infektion vorbeugen, indem man das Aufschmelzen solcher RNA-Strukturen verhindere.

 „Substanzen, die RNA-Thermometer im geschlossenen Zustand einfrieren, sind aber bisher nicht bekannt“, so Narberhaus weiter.

Über den untersuchten Erreger

Der Durchfallerreger Yersinia pseudotuberculosis ist nahe verwandt mit dem Pesterreger Yersinia pestis.  

Das Bakterium wird über verunreinigte Lebensmittel übertragen.  

Sobald es im Darm des warmblütigen Wirts angekommen ist, sekretiert es das sogenannte CnfY-Toxin, welches akute Entzündungsreaktionen auslöst und die Wirkung anderer krankmachender Substanzen verstärkt.

Förderung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderte das Projekt mit dem Förderkennzeichen NA 240/10-2.

Originalveröffentlichung

Christian Twittenhoff, Ann Kathrin Heroven, Sabrina Mühlen, Petra Dersch, Franz Narberhaus: An RNA thermometer dictates production of a secreted bacterial toxin, in: PLoS Pathogens, 2019, DOI: 10.1371/journal.ppat.1008184

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Prof. Dr. Franz Narberhaus
Lehrstuhl Biologie der Mikroorganismen
Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Ruhr-Universität Bochum
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E-Mail: franz.narberhaus@rub.de

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Originalpublikation:

Christian Twittenhoff, Ann Kathrin Heroven, Sabrina Mühlen, Petra Dersch, Franz Narberhaus: An RNA thermometer dictates production of a secreted bacterial toxin, in: PLoS Pathogens, 2019, DOI: 10.1371/journal.ppat.1008184

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Weitere Informationen für internationale Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008184 - Orinigalveröffentlichung

Milz und Lympfhknoten: Heilung verletzter Gewebe

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Was bringt T-Zellen dazu, Gewebe zu heilen?

Regensburger Forscher entdecken Schlüsselfaktor, durch den Vorläuferzellen zu gewebeheilenden regulatorischen T-Immunzellen heranreifen 
 
Regulatorische T-Zellen regulieren eigentlich die Funktion von anderen Immunzellen.

So sorgen sie dafür, dass Immunantworten kontrolliert ablaufen und es zu keiner unerwünschten Immunantwort kommt. 

Ein Teil dieser Zellen kann sich aber auch zu gewebeständigen regulatorischen T-Zellen spezialisieren, welche durch die Freisetzung von Substanzen zur Heilung verletzter Gewebe beitragen. 

Wo und wie diese Spezialisierung abläuft und welche Vorstufen die Zellen durchlaufen, war bisher unbekannt. Dies sind jedoch wichtige Fragen, um diese Zellen zur Therapie einsetzen zu können. In ihrer neuesten Studie, veröffentlicht in der sehr renommierten Zeitschrift Immunity (Cell Press), hat das Team von Immunologen am Regensburger Zentrum für Interventionelle Immunologie (RCI) um Prof. Dr. Markus Feuerer, Dr. Michael Delacher und Dr. Christian Schmidl nun genau beschrieben, wie diese heilungsfördernden Zellen entstehen.




Grafische Zusammenfassung der Reifung von Vorläuferzellen
Foto: Dr. Michael Delacher/Cell Press

In lymphatischen Organen wie der Milz oder den Lymphknoten entstehen Vorläuferzellen, welche bereits einen Teil ihrer neuen Aufgaben erlernen und tief in ihrem Genom (DNA) verankert bekommen.

Dieser Prozess läuft in zwei Schritten ab und kann über die Expression von Proteinen auf der Zelloberfläche genau verfolgt werden.

Im Zellkern werden in diesem zweistufigen Prozess sogenannte Transkriptionsfaktoren eingeschaltet, welche in einer Kaskadenreaktion zu einer Neumodellierung der Gen-Landschaft führen. Dies hat zur Folge, dass die Zellen neue Funktionen erhalten, beispielsweise die Möglichkeit zur Sekretion von gewebeheilenden Proteinen oder anti-entzündlichen Zytokinen. Rechenintensive computergestützte Analysen, die in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Benedikt Brors und Dr. Charles Imbusch vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg durchgeführt wurden, haben den Transkriptionsfaktor BATF als Schlüsselfaktor zur Reifung von gewebeheilenden regulatorischen T-Immunzellen identifiziert. In Experimenten konnte dann gezeigt werden, dass Zellen ohne BATF nicht reifen und daher keine Geweberegeneration unterstützen können.

• Wenn BATF allerdings aktiv ist, können reife Vorläuferzellen in weiterer Folge in Gewebe wie die Haut, das Fett und den Darm einwandern und dort Substanzen sekretieren, welche lokal und spezifisch den Wiederaufbau von beschädigtem Gewebe unterstützen.

Diese Ergebnisse können den Forschern des RCI in der Zukunft helfen, eine spezifische Therapie zur Regeneration von geschädigtem Gewebe oder Organen zu entwickeln, wie beispielsweise zur Regeneration verletzter Gewebe nach Knochenmarktransplantationen (Stammzelltransplantationen) bei Leukämiebehandlungen. 

• Zudem prüfen die Wissenschaftler, wie regulatorischen T-Zellen im Falle von Tumorerkrankungen gezielt geschwächt werden können, um mehr Immunaktivität gegen den Tumor zu ermöglichen. 

Diese Vorhaben werden im RCI durchgeführt und durch Fördermittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Sonderforschungsbereich Transregio 221) und der Europäischen Union (ERC-CoG #648145) unterstützt.

Über das Regensburger Zentrum für Interventionelle Immunologie (RCI)
Am Regensburger Zentrum für Interventionelle Immunologie (RCI) werden neue Therapiekonzepte entwickelt. Dazu wird an grundlegenden Fragestellungen geforscht. Ein Themengebiet umfasst die Frage, wie Immunzellen zum Gesunderhalt und/oder zur Heilung von verletzten Geweben beitragen können und wie man diese Selbstheilungskräfte therapeutisch nutzen kann. Mitarbeiter des Lehrstuhls für Immunologie um Prof. Dr. Markus Feuerer untersuchten in den letzten Jahren eine wichtige Immunzellgruppe im Gewebe, genauer gesagt regulatorische T-Zellen, die zur Gewebeheilung beitragen (Verweis: https://www.uni-regensburg.de/pressearchiv/pressemitteilung/971826.html).

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Prof. Dr. Markus Feuerer
Lehrstuhl für Immunologie
Regensburger Centrum für Interventionelle Immunologie
Universität Regensburg
Tel.: 0941 944-5460
E-Mail: markus.feuerer@ukr.de

Christina Glaser Universität Regensburg
Universitätsstr. 31
93053 Regensburg
Deutschland
Bayern

E-Mail-Adresse: christina.glaser@ur.de

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Originalpublikation:

Delacher M, Imbusch CD, Hotz-Wagenblatt A, Mallm JP, Bauer K, Simon M, Riegel D, Rendeiro AF, Bittner S, Sanderink L, Pant A, Schmidleithner L, Braband KL, Echtenachter B, Fischer A, Giunchiglia V, Hoffmann P, Edinger M, Bock C, Rehli M, Brors B, Schmidl C, Feuerer M. Precursors for Nonlymphoid-Tissue Treg Cells Reside in Secondary Lymphoid Organs and Are Programmed by the Transcription Factor BATF. Immunity. 2020
https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(19)30498-4