Zelluläre Immunologie

Immunvermittele Krankheiten, wie Autoimmunität, Allergien oder chronische Entzündungen verschiedener Organsysteme nehmen stark zu. Das Immunsystem, das uns vor Infektionen schützt, attackiert hier fälschlicherweise harmlose „Antigene“, wie Pflanzenpollen oderNahrungsmittel, körpereigene Strukturen und Zellen oder Mikrobiota. Die genauen Krankheitsursachen sind meist unbekannt und variieren von Krankheit zu Krankheit und vermutlich sogar von Patient zu Patient. Die Immunzellen, die diese Immunreaktionen in Gang setzen oder verhindern sind schlecht charakterisiert. Für die Patienten bedeutet das: Fehlen detaillierte Kenntnisse zu den krankmachenden Zellen, wird das Immunsystem insgesamt unterdrückt, meist lebenslang und mit entsprechenden Nebenwirkungen. Es werdenSymptome bekämpft, statt der Krankheitsursache. Wir arbeiten an maßgeschneiderten Diagnostika und Therapien, durch die genaue Charakterisierung der krankmachenden Zellen.

T-Helfer(Th)-Zellen dirigieren die Immunantwort spezifisch für jedes Antigen. Unerwünschte Reaktionen gegen harmlose Antigene werden aktiv unterdrückt, durch spezialisierteregulatorische T-Zellen (Treg). Ist die Kontrolle gestört, können sich pathogene, entzündungsfördernde Effektor-T-Zellen bilden. Die Abschaltung der Krankheit durch Wiederherstellung der natürlichen Antigen-spezifischen Kontrolle ist das therapeutische Ziel.

Wir haben hierfür sensitive Verfahren entwickelt, um Antigen-spezifische Th-Zellen im Menschen zu identifizieren, die für die verschiedenen Krankheiten relevant sind. Damit ist es möglich, die zellulären und molekularen Ursachen von spezifischen Immunpathologien aufzuspüren und gezielt therapeutisch zu adressieren oder als diagnostischen Parameter zu nutzen. Diesen Ansatz haben wir in verschiedensten Krankheitssituationen verfolgt, wie COVID-19, Allergien, Tuberkulose, invasive Pilzinfektionen, und Autoimmunität. Auf der Basis dieser Ergebnisse arbeiten wir an neuen antigen-spezifischen Diagnose- und Therapieoptionen, um Krankheitsursachen auszuschalten.

• Charakterisierung der Immunantwort gegen harmlose Antigene
• T–Zellreaktion gegen Tumor-assoziierte und Tumor-Neoantigens
• Antigen-spezifische T-Zellen für die Infektionsdiagnostik
• Humane Tregs: Antigenspezifität, Funktionalität, Treg-basierte Therapien
• Molekulare Regulation der anti-inflammatorischen Effektorfunktionen in 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. M ycobacterium tuberculosis-specific CD4 T-cell scoring discriminates tuberculosis infection from disease

Mantei A, Meyer T, Schürmann M, Beßler C, Bias H, Krieger D, Bauer T, Bacher P, Helmuth J, Volk HD, Schürmann D, Scheffold A, Meisel C. Eur Respir J. 2022 Jul 28;60(1):2101780. doi: 10.1183/13993003.01780-2021. Print 2022 Jul.

3. A Notch/STAT3-driven Blimp-1/c-Maf-dependent molecular switch induces IL-10 expression in human CD4+ T cells and is defective in Crohn´s disease patients

Ahlers J, Mantei A, Lozza L, Stäber M, Heinrich F, Bacher P, Hohnstein T, Menzel L, Yüz SG, Alvarez-Simon D, Bickenbach AR, Weidinger C, Mockel-Tenbrinck N, Kühl AA, Siegmund B, Maul J, Neumann C, Scheffold A. Mucosal Immunol. 2022. doi: 10.1038/s41385-022-00487-x.

4. 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. 53(6):1258-1271.e5

5. 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.

6. c-Maf-dependent T_reg cell control of intestinal T_H17 cells and IgA establishes host-microbiota homeostasis

Neumann C, Blume J, Roy U, Teh PP, Vasanthakumar A, Beller A, Liao Y, Heinrich F, Arenzana TL, Hackney JA, Eidenschenk C, Gálvez EJC, Stehle C, Heinz GA, Maschmeyer P, Sidwell T, Hu Y, Amsen D, Romagnani C, Chang HD, Kruglov A, Mashreghi MF, Shi W, Strowig T, Rutz S, Kallies A, Scheffold A.Nat Immunol. 2019 Apr;20(4):471-481. doi: 10.1038/s41590-019-0316-2. Epub 2019 Feb 18.PMID: 30778241

7. 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. doi: 10.1016/j.cell.2016.09.050. Epub 2016 Oct 20.PMID: 27773482

8. Role of Blimp-1 in programing Th effector cells into IL-10 producers

Neumann C, Heinrich F, Neumann K, Junghans V, Mashreghi MF, Ahlers J, Janke M, Mockel-Tenbrinck N, Kühl A, Heimesaat M, Esser C, Im SH, Radbruch A, Rutz S and Scheffold A. J Exp Med. 2014 211(9):1807-19.

Prof. Dr. rer. nat. Alexander Scheffold

• PUBLONS
• ORCID

DFG

• The role of the transcription factor c-Maf for the control of mucosal inflammation in the intestine.
• Establishment of a human antigen-specific CD4 T cell atlas (with P. Bacher & A. Franke, IKMB)
• SFB/Transregio 241: Immune-Epithelial Signalling Pathways in Inflammatory Bowel Disease, Subproject B07: Identification and functional characterization of human microbiota-specific regulatory T cells.
• SFB 877: Proteolysis as a regulatory event in pathophysiology. Project B15:Proteolyticmodulation of intestinal CD4 T helper cell function and immune homeostasis
• SFB 1526: „Pathomechansims of autoantibody-mediated autoimmune disease(PANTAU): insights from pemphigoid diseases“ Project A01: Autoreactive T cells in pemphigoid diseases
• Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) (EXC 2167-390884018) TI-2 & RTF IV
• Klinische Forschergruppe: Towards a Cure for Adults and Children with Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) CATCH-ALL, Project P5: The Yin and Yang of anti-cancer CD4+ T cell responses in ALL

BMBF:

• InfectControl 2020 – Verbundvorhaben: Innovative Antigen-spezifische Diagnostik für Pathogen-assoziierte Erkrankungen AnDiPath
• European Joint Program for Rare Diseases (EJPRD): Autoantigen-specific T cells in neuromyelitis optica (AspecT-NMO): Coordinator Alexander Scheffold

• Derk Amsen, Sanquin, Amsterdam, Netherlands
• Mario Assenmacher & Michael Apel, Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Deutschland
• Axel Brakhage & Olaf Kniemeyer, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (HKI), Jena, Germany
• Oliver Cornely, Klinik I für Innere Medizin, Uniklinik Köln, Köln, Deutschland
• Eran Elinav, Weizman Institute of Science, Rehovot, Israel
• Simon Fillatreau, Institut d´enfant malade Necker (INEM), Paris, France
• Friedemann Paul, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Germany
• Roland Martin, University of Zurich, Zurich, Switzerland
• Sascha Rutz, Genentech, San Francisco, USA
• Britta Siegmund, Medizinische Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie CBF, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Deutschland