Forschungprojekte

Drittmittelprojekt: DFG, 372.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Der Begriff "innate immune memory" beschreibt das Phänomen, dass Zellen des angeborenen Immunsystems auf ein Pathogen oder ein Pathogen/Mikroben-assoziiertes molekulares Muster (PAMP/MAMP) anders reagieren, wenn sie vorher Kontakt mit diesem PAMP oder anderen Pathogenen hatten. Die stärkere Sekundärreaktion wird als Ausdruck eines Trainings des angeborenen Immunsystem oder als "trained innate immunity" bezeichnet, deren Induktion ein vielversprechendes prophylaktisches Konzept darstellt. Um dies für das Rind nutzbar zu machen, fehlen entscheidende Grundlagenkenntnisse über die Biologie relevanter, zu trainierender Immunzellen: die Monozyten und die aus ihnen differenzierenden Makrophagen. So ist noch unbekannt, inwieweit das hormonelle Profil und zirkulierende Stoffwechselmetaboliten von Kühen unterschiedlicher Leistungs- und Reproduktionsstadien die Monozyten/Makrophagen-Differenzierung und Polarisierung beeinflussen und wie dies das Reaktionsverhalten auf eine Stimulation mit Erreger-stämmigen Molekülen steuert und ihr innate immune training beeinflusst. Vor diesem Hintergrund soll im Projekt analysiert werden, wie sich die Zusammensetzung boviner monozytärer Subpopulationen, deren Transkriptom, das Expressionsmuster von C-Typ-Lektin-Rezeptoren (CLRs) und ihre Trainierbarkeit durch CLR-Liganden im Verlauf der Trächtigkeit und in verschiedenen Leistungsstadien verändert und gesteuert wird. Ergänzt wird dies durch mechanistische Analysen von epigenetischen Modifikationen und Effektorfunktionen myeloider Zellen nach innate immune training über CLR-Liganden. Die Analysen des CLR-vermittelten Trainings und der Monozyten/Makrophagen-Polarisierung erfolgen bei Kühen in den zentralen Lebensphasen, der Hochlaktation und der Spätträchtigkeit, um zu prüfen, wann bei der Kuh Differenzierungs-steuernde immunmodulatorische Strategien Wirksamkeit zeigen, die auf dem innate immune training-Prinzip beruhen. Im Projekt werden grundlegende Erkenntnisse über die CLR-abhängige Modulation von Monozyten- und Makrophagen-Funktionen gewonnen, die in der Prophylaxe peripartaler Infektionserkrankungen und im rationalen Design Leistungs-angepasster immunmodulatorischer Konzepte Anwendung finden können.

Drittmittelprojekt: Roland und Elfriede Schauer-Stiftung, 210.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
In this project, we hypothesize that glycosylated C-type lectin receptor (CLR) ligands induce a differential expression of CLRs by intestinal macrophages under bacterial dysbiosis, thereby leading to a modulated host immune response. This hypothesis will be tested by performing in vitro and in vivo studies.

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Institut für Immunologie

Projektdetails:
Gendefekte sind im Laufe eines menschlichen Lebens bei ungefähr zwei von drei Personen an der Entstehung von klinischen Erkrankungen beteiligt und können zahlreiche Erkrankungen des Menschen wie z. B. Atherosklerose, Diabetes mellitus, Bluthochdruck und Autoimmunkrankheiten begünstigen. Außerdem können genetische Erkrankungen die Empfänglichkeit gegenüber Infektionserregern verändern. Im Rahmen dieser Studie wird im Mausmodell die Auswirkung der lysosomalen Speicherkrankheit GM1-Gangliosidose auf den Verlauf einer experimentellen Infektion mit dem murinen Theiler-Enzephalomyelitis-Virus detailliert charakterisiert. Hierdurch sollen grundlegende Kenntnisse über den Einfluss genetischer Defekte auf die Suszeptibilität gegenüber viralen Infektionskrankheiten ermittelt werden.

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Immunologie

Projektdetails:
Für Spulwürmer der Gattung Toxocara ist der Mensch ein typischer Fehlwirt, in dessen Gewebe sie als infektiöses Larvenstadium persistieren. Der Spulwurm kann seinen Entwicklungszyklus zwar nicht vervollständigen, jedoch kann das infektiöse Stadium durch Larvenwanderung in die verschiedenen Organe gelangen und so erhebliche Gesundheitsschäden verursachen. Um die Zoonosegefahr durch Spulwürmer zu charakterisieren, werden Studien zur Umweltkontamination, zu Infektionen bei Menschen und zur Evaluierung von Diagnostika durchgeführt. Auf Ebene der Parasit-Wirt-Interaktion werden neben immunologischen Interaktionen insbesondere auch neurologische Schäden im Wirt infolge einer Spulwurminfektion zu charakterisiert. So wird zusätzlich zur Larvenverteilung im gesamten Organismus des Wirtes die Verteilung der Larven und daraus resultierende Schädigungen im Gehirn untersucht. Hierbei werden neuropathologische Veränderungen und Genregulation im paratenischen Wirt durch Histopathologie, molekularbiologische Methoden und Verhaltensstudien beurteilt.

Resultate:

Waindok, P., Janecek-Erfurth, E., Lindenwald, D. L., Wilk, E., Schughart, K., Geffers, R., Strube, C. (2022) Toxocara canis- and Toxocara cati-induced neurotoxocarosis is associated with comprehensive brain transcriptomic alterations. Microorganisms 10, 177

 

Waindok, P., Kann, S., Aristizabal, A., Dib, J. C., Strube, C. (2021) Toxocara seroprevalence and risk factor analysis in four communities of the Wiwa, an indigenous tribe in Colombia. Microorganisms 9, 1768

 

Raulf, M.-K., Lepenies, B., Strube, C. (2021) Toxocara canis and Toxocara cati somatic and excretory-secretory antigens are recognised by C-type lectin receptors. Pathogens 10, 321

 

Waindok, P., Raulf, M. K., Springer, A., Strube, C. (2020) The zoonotic dog roundworm Toxocara canis, a worldwide burden of public health. In: Strube C., Mehlhorn H. (Hrsg.) Dog Parasites Endangering Human Health. Parasitology Research Monographs, Band 13. Springer, Cham, Schweiz. S. 5-26

 

Strube, C., Waindok, P., Raulf, M. K., Springer, A. (2020) Toxocara-induced Neural Larva Migrans (neurotoxocarosis) in rodent model hosts. Advances in Parasitology 109, 189-218

 

Strube, C., Raulf, M. K., Springer, A., Waindok, P., Auer, H. (2020) Seroprevalence of human toxocarosis in Europe - a review and meta-analysis. Advances in Parasitology 109, 375-418

Kooperationspartner:

Prof. Dr. M. Pfeffer, Universität Leipzig

Dr. S. Kann, Missionsärztliches Institut Würzburg

Prof. Dr. M. Leschnik, Veterinärmedizinische Universität Wien, Österreich

Drittmittelprojekt: DFG, 109.050 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Im Rahmen dieses Projektes wird die Rolle des Makrophagen-induzierbaren C-Typ Lektinrezeptors (MINCLE) im Verlauf der Strongyloides ratti-Infektion untersucht, mit Fokus auf wurmvermittelte Immunmodulation. Ziel des Projektes ist es, die Rolle von MINCLE während der Infektion mit S. ratti im Mausmodell genauer zu untersuchen und Liganden für MINCLE in den Lysaten von S. ratti zu identifizieren und molekular zu charakterisieren. Zusammenfassend erwarten wir von dem Projekt ein genaueres Verständnis der Immunevasion im Verlauf von Wurminfektionen und des Einflusses des C-Typ Lektinrezeptors MINCLE auf diesen Prozess.

Drittmittelprojekt: Roland und Elfriede Schauer-Stiftung, 92.200 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
This project focuses on the identification and characterization of glycosylated helminth ligands (protein/lipid) of host C-type lectin receptors (CLRs), in particular Dectin-1, Dectin-2, CLEC12A and DC-SIGN. Further, we plan to investigate how the respective CLR/ligand interactions affect innate responses of host immune cells.

Drittmittelprojekt: DFG, 223.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Die Malaria ist eine tropische Infektionskrankheit, die weltweit zu mehr als 200 Millionen Erkrankungen mit über 600.000 Todesfällen führt. Eine Komplikation der Malariaerkrankung ist die zerebrale Malaria, die mit neurologischen Symptomen einhergeht und unbehandelt oft tödlich verläuft. Während die Funktion der adaptiven Immunität in der Malaria schon relativ eingehend untersucht wurde, ist noch relativ wenig zur Rolle des angeborenen Immunsystems bei der Pathogenese der zerebralen Malaria bekannt. C-Typ Lektinrezeptoren (CLRs) gehören zu einer Familie von Lektinen, die Kohlenhydratstrukturen auf Pathogenen wie Viren, Bakterien, Pilzen oder Parasiten erkennen und so an der Initiation von Immunantworten beteiligt sind. Neben der biochemischen Charakterisierung von CLR-Liganden im Malariaerreger widmet sich dieses Projekt der Frage, wie CLRs den Krankheitsverlauf der Malaria beeinflussen.

Drittmittelprojekt: DFG, 229.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Immunologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Legionella pneumophila ist ein wichtiger Verursacher von Pneumonien im Menschen. Das Bakterium infiziert Alveolarmakrophagen, welche mit Hilfe von bakteriellen Effektormolekülen manipuliert werden, um als intrazelluläre "Replikationsnische" zu dienen. Alveolarmakrophagen sowie der Wirt als Gesamtorganismus sind jedoch in der Lage, Infektionen zu erkennen und zu bekämpfen, ohne dass es (im Regelfall) zu übermäßigen Gewebeschäden kommt. In dem beantragten Projekt soll die Hypothese getestet werden, dass C-Typ-Lektin-Rezeptoren (CLRs) die Immunantwort gegen L. pneumophila regulieren. Bisherige Daten zeigen, dass das CLR-Molekül CLEC12A an L. pneumophila bindet und die frühe antibakterielle Abwehr in infizierten Makrophagen positiv sowie die Zytokinproduktion negativ beeinflusst. Darauf aufbauend wollen wir 1) den bakteriellen Liganden von CLEC12A identifizieren, 2) den Einfluss von CLEC12A auf die Signaltransduktion, intrazelluläre Abwehr in Makrophagen und die durch L. pneumophila induzierte Zytokin-Produktion untersuchen, 3) die Rolle von CLEC12A in der Legionellen-Pneumonie in vivo analysieren, sowie 4) in humanen Zellen und Proben von Legionellen-Pneumonie-Patienten die Funktion und Bedeutung von humanem CLEC12A charakterisieren.

Drittmittelprojekt: Gesellschaft der Freunde, 18.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Institut für Immunologie

Projektdetails:
Die Zusammensetzung der frühen intestinalen Mikrobiota spielt eine große Rolle für die Entwicklung eines gesunden Immunsystems und die metabolische Programmierung des Wirtes. Das angeborene Immunsystem beeinflusst die intestinale Mikrobiota, gleichzeitig muss das neonatale Immunsystem eine Toleranz gegenüber der physiologischen Mikrobiota entwickeln. Aus der Humanmedizin ist bekannt, dass natürlich geborene Kinder durch den vaginalen Kontakt einen höheren Gehalt an Lactobacillus und Bacteroides und weniger Streptococcus und Staphylococcus in der Darmflora im Vergleich zu per Sectio caesarea entwickelten Kindern aufwei-sen [2]. Weiterhin gilt die Sectio caesarea als Risikofaktor für die Entwicklung von immunologischen und metabolischen Erkrankungen [3-5]. Durch "Vaginal seeding", einer Exposition des Neugeborenen mit der Vaginalflüssigkeit der Mutter nach einer Sectio caesarea, konnte eine Annäherung an die intestinale Mikrobiota natürlich geborener Kinder erzielt werden [6].
Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss des "Vaginal seedings" nach Sectio caesarea auf die frühe Kälbergesundheit zu untersuchen.

Kooperationspartner:

FLI Braunschweig, Institut für Tierernährung, Prof. Deanicke, F. Billenkamp

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Immunologie

Projektdetails:
Die Pleuropneumonie des Schweines, verursacht durch Actinobacillus pleuropneumoniae, stellt eine sehr verlustreiche Infektionskrankheit der Schweine dar. Jüngste Untersuchungen zeigten, dass rassebedingt Unterschiede in der Empfänglichkeit der Schweine für diesen Infektionserreger existieren. Ziel dieser Untersuchungen ist das Verstehen von grundlegenden Mechanismen dieser reduzierten Empfänglichkeit durch das Aufdecken funktioneller Unterschiede in der angeborenen und erworbenen Immunität zwischen empfänglichen und resistenten Tieren.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Armin Saalmüller (Immunologie / VetmedUni Wien)