Intestinale Immunregulation

 / Forschung

Intestinale Immunregulation

Wir untersuchen die Rolle von T-Helfer-(Th)-Zellen bei immunvermittelten Krankheiten. Mit neuen Ansätzen zur direkten Analyse antigenreaktiver Th-Zellen versuchen wir zu verstehen, warum die Toleranzmechanismen des Immunsystems bei Patienten mit chronischen Entzündungskrankheiten versagen.

Gruppenleitung:

Petra 
Bacher

Prof. Dr. rer. nat.

Gruppenmitglieder:

Nicole 
Bekel

B.Sc.
Mikhail 
Goncharov

M.Sc.
Ann-Kristin 
Kamps

M.Sc.
Erik  
Kuhnke
Gabriela Rios 
Martini

M.Sc.
Hanna 
Marutz

B.Sc.
Berith 
Messner

Dr. rer. nat.
Laura 
Rathjens

M.Sc.
Stephan 
Schneiders

M.Sc.
Ekaterina 
Tikhonova

M.Sc.

Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf der Rolle antigenspezifischer Th-Zellen in der menschlichen Immunabwehr. T-Helfer-(Th)-Zellen sind zentrale Organisatoren der Immunantwort. Über ihren T-Zell-Rezeptor sind sie in der Lage, ein bestimmtes Antigen zu erkennen. Durch die Freisetzung verschiedener Effektorzytokine können sie eine dem Antigen entsprechende Immunantwort auslösen. Unangemessene oder zu starke Immunreaktionen können jedoch zu Immunpathologien wie Autoimmunität, chronischen Entzündungen oder Allergien führen. Eine spezialisierte Th-Zell-Subpopulation, die regulatorischen T-Zellen (Tregs) hingegen, haben suppressive Eigenschaften. So können sie die Immunantwort gegen ein bestimmtes Antigen abschwächen oder sogar verhindern.

Welche T-Zellen jedoch auf ein bestimmtes Antigen reagieren, welche Antigene überhaupt erkannt werden und wie die schützende Immunität und Toleranz erhalten oder gestört wird, ist in vielen klinischen Situationen nicht bekannt. Mit neuen Ansätzen zur direkten ex vivo Analyse von antigen-reaktiven Th-Zellen versuchen wir zu verstehen, warum bei Patienten mit chronisch entzündlichen Erkrankungen, wie entzündlichen Darmerkrankungen oder Allergien, die Toleranzmechanismen versagen. Durch Kombination der antigen-reaktiven Th-Zellanalyse mit leistungsstarken, hochmodernen Analyse-Technologien, wie multidimensionaler Durchfluss-Zytometrie, (Einzelzell-) Transkriptomik, TCR-Sequenzierung und Proteomik können wir umfassende Informationen der einzelnen antigen-reaktiven Th-Zellen mit hoher Sensitivität und Spezifität erhalten, um so das Zusammenspiel von Umweltfaktoren mit mikrobiellen und entzündlichen Prozessen, die zu Dysfunktionen und chronischen Entzündungen führen, aufzuklären. Unser Ziel ist es, durch die Analyse dieser grundlegenden Prozesse direkt in den Zellen des menschlichen Immunsystems, die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Strategien für chronische Entzündungskrankheiten, Autoimmunität oder Allergien beschleunigen.

  • Menschliche T-Zell-Antworten gegen Mikrobiota
  • Rolle antigen-spezifischer T-Zellen in chronisch entzündlichen Erkrankungen
  • Molekulare Regulation von Mikrobiota-reaktiven T-Zellen
  • Induktion und funktionelle Charakterisierung humaner antigen-spezifischer Th17-Subsets
  • Orale Toleranz durch Nahrungsmittel-spezifische T-Zellen

1. The pre-exposure SARS-CoV-2-specific T cell repertoire determines the quality of the immune response to vaccination

Saggau C, Martini GR, Rosati E, Meise S, Messner B, Kamps AK, Bekel N, Gigla J, Rose R, Voß M, Geisen UM, Reid HM, Sümbül M, Tran F, Berner DK, Khodamoradi Y, Vehreschild MJGT, Cornely O, Koehler P, Krumbholz A, Fickenscher H, Kreuzer O, Schreiber C, Franke A, Schreiber S, Hoyer B, Scheffold A, Bacher P. Immunity. 2022 Aug 12;S1074-7613(22)00396-X.  doi: 10.1016/j.immuni.2022.08.003. Online ahead of print.

2. Low avidity CD4+ T cell responses to SARS-CoV-2 in unexposed individuals and humans with severe COVID-19
Bacher P
, Rosati E, Esser D, Rios-Martini G, Saggau C, Schiminsky E, Dargvainiene J, Schöder I, Wieters I, Khodamoradi Y, Eberhardt F, Vehreschild MJGT, Neb H, Sonntagbauer M, Conrad C, Tran F, Rosenstiel P, Markewitz R, Wandinger, K-P, Augustin M, Rybniker J, Kochanek M, Leypoldt F, Cornely OA, Koehler P, Franke A, Scheffold A. Immunity 2020

3. Human Anti-fungal Th17 Immunity and Pathology Rely on Cross-Reactivity against Candida albicans
Bacher P
, Hohnstein T, Beerbaum E, Röcker M, Blango MG, Kaufmann S, Röhmel J, Eschenhagen P, Grehn C, Seidel K, Rickerts V, Lozza L, Stervbo U, Nienen M, Babel N, Milleck J, Assenmacher M, Cornely OA, Ziegler M, Wisplinghoff H, Heine G, Worm M, Siegmund B, Maul J, Creutz P, Tabeling C, Ruwwe-Glösenkamp C, Sander LE, Knosalla C, Brunke S, Hube B, Kniemeyer O, Brakhage AA, Schwarz C, Scheffold A. Cell. 2019; 176(6):1340-1355.e15.

4. A novel unconventional T cell population enriched in Crohn’s disease. Rosati E, Rios Martini G, Pogorelyy MV, Minervina AA, Degenhardt F, Wendorff M, Sari S, Mayr G, Fazio A, Dowds CM, Hauser C, Tran F, von Schönfels W, Pochhammer J, Salnikova MA, Jaeckel C, Gigla JB, Sabet SS, Hübenthal M, Schiminsky E, Schreiber S, Rosenstiel PC, Scheffold A, Thomas PG, Lieb W, Bokemeyer B, Witte M, Aden K, Hendricks A, Schafmayer C, Egberts JH, Mamedov IZ, Bacher P, Franke A. Gut. 2022 Mar 9:gutjnl-2021-325373.

5. T cell immunity to commensal fungi.
Scheffold A, Bacher P, LeibundGut-Landmann S. Curr Opin Microbiol. 2020 Dec;58:116-123.

6. Regulatory T Cell Specificity Directs Tolerance versus Allergy against Aeroantigens in Humans.
Bacher P, Heinrich F, Stervbo U, Nienen M, Vahldieck M, Iwert C, Vogt K, Kollet J, Babel N, Sawitzki B, Schwarz C, Bereswill S, Heimesaat MM, Heine G, Gadermaier G, Asam C, Assenmacher M, Kniemeyer O, Brakhage AA, Ferreira F, Wallner M, Worm M, Scheffold A. Cell. 2016 Nov 3;167(4):1067-1078.e16.

Prof. Dr. rer. nat. Petra Bacher

  • ERC-StG MicroT: Microbiota-T cell interactions – antigen-specificity and regulation in health and disease
  • CRU 5010: “Towards a Cure for Adults and Children with Acute Lymphoblastic Leukemia” (CATCH-ALL). Project: The Yin and Yang of anti-cancer CD4+ T cell responses in ALL
  • SFB 1526: „Pathomechanisms of Antibody-mediated Autoimmunity (PANTAU) – Insights from Pemphigoid Diseases”. B08: Microbiota-specific T cell responses
  • DFG: A pathogen-specific CD4 T cell atlas for chronic inflammatory diseases
  • FOR 5042: ”The microbiome as a therapeutic target in inflammatory bowel disease” (miTarget). P1: Early microbiome changes and its antigenic potential in individuals at high-risk for inflammatory bowel diseases
  • Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) (EXC 2167-390884018). Integrative Immunogenetics and Cellular Approaches towards Developing an Antigen-Specific Therapy
  • Dr. Mario Assenmacher, Marco Vahldieck, Jennifer Pankratz; Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Germany
  • Prof. Nina Babel, Dr. Ulrik Stervbo; Marien Hospital Herne, Universitätsklinikum der Ruhr-Universität Bochum, Germany
  • Prof. Axel Brakhage, Dr. Olaf Kniemeyer; Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (HKI), Jena, Germany
  • Prof. Oliver Cornely, Angela Steinbach; Klinik I für Innere Medizin, Uniklinik Köln, Köln, Germany
  • Prof. Andre Franke, Elisa Rosati; Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel, Germany
  • Prof. Bernhard Hube, Dr. Sascha Brunke; Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (HKI), Jena, Germany
  • Dr. Jochen Maul, Medizinische Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie CBF, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Prof. Birgit Sawitzki, Katrin Vogt; Berlin-Brandenburg Center for Regenerative Therapies, Charité – University Medicine Berlin, Germany
  • Prof. Alexander Scheffold; Institut für Immunologie, CAU Kiel, Germany
  • Dr. Carsten Schwarz, Svenja Kaufmann, Jobst Röhmel; Klinik für Pädiatrie m.S. Pneumologie und Immunologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Prof. Margitta Worm, Dr. Guido Heine, Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany