Arbeitsgruppe Reimann/Schirmbeck Drittmittel

Arbeitsgruppe Reimann/Schirmbeck
Drittmittel- geförderte Projekte
DFG (Re 549/11-1) Regulation kolitogener CD4+ T-Zellreaktionen in der Darmmukosa
mono-kolonisierter Mäuse
In Kooperation mit:
Prof. Dr. med. I.B. Autenrieth, Dr. J. Frick
Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene
Universität Tübingen; Elfriede-Aulhorn-Str. 6, 72076 Tübingen
Eine lokale, dysregulierte CD4+ T Zellantwort induziert eine Kolitis in IL-2-/- und CD4+ T
Zell-transplantierten RAG-/- Mäusen mit bakteriell besiedeltem Darm, aber nicht in
keimfreien Tieren. Während manche kommensale E. coli Stämme (z.B. E. coli mpk) in diesen
Modellen eine Kolitis auslösen, ist dies bei anderen kommensalen E. coli Stämmen (z.B. E.
coli Nissle 1917) nicht der Fall. Das Versuchsvorhaben schließt bakteriologische und
immunologische Versuchsansätze ein, um das kolitogene Potenzial des bereits identifizierten
E. coli mpk Stammes zu charakterisieren. Immunbiologisch relevante Unterschiede zwischen
kolitogenen (E. coli mpk) und nicht-kolitogenen (E. coli Nissle 1917) Stämmen sollen
identifiziert werden. Die selektive Besiedelung des Mausdarmes mit diesen Stämmen und die
dadurch induzierte Kolitis oder Toleranz gegen intestinale, bakterielle Produkte soll
untersucht werden. Die in vitro und in vivo Modulation des immunstimulatorischen Phänotyps
unterschiedlicher Subpopulationen intestinaler dendritischer Zellen sowie die Beeinflussung
intestinaler CD4+ Regulator T Zellen durch Produkte kolitogener Bakterien steht im Zentrum
des Interesses. Diese Untersuchungen sollen einen Beitrag zum Verständnis der pathogenen
und kurativen Regulation der lokalen Immunität des Darmes durch Produkte kommensaler E.
coli leisten.
DFG (Re 549/10-3) Specific CD8+ T cell immunity in the murine liver
Work on aspects of the local, specific CD8 T cell immunity in the liver of the mouse selected
in the previous 18 months of the funding periods will be continued. The regulation of specific,
hepatic CD8 T cell immunity by NKT cells, liver DC (subsets), regulator Foxp3 TR cells and
hepatocytes (HC) will be investigated. The role of the PD-1/PD-L1(L2) and BTLA/HVEM
coreceptor interactions in local priming (or modulating the phenotype) of specific CD8 T cell
immunity will be elucidated. Emphasis is further focused on the effect of type I interferons,
IL-19/20 and IL-33 on CD8 T cell immunity in the liver. The in vitro studies will be
increasingly complemented by in vivo systems using ‘knock-out’ and HBV transgenic
models. The project continues basic research on molecular and cellular factors that allow
successful establishment and maintenance of local anti-viral CD8 T cell immunity in the liver
but also contributes to translational research on therapeutic vaccination against chronic
hepatotropic virus infections.
Forschungsschwerpunktprogramm Baden-Württemberg: Defekte bei Aufbau und
Erhalt von Immunfunktionen
Der beantragte Landesforschungsschwerpunkt soll ein Forum in Ulm bilden, um genetische
Lösungen für grundlegende immunologische Fragestellungen zu finden. Untersuchungen
über Immunantworten auf organspezifischen Virusbefall bei der Hepatitis und über optimierte
Antigenprozessierung mit möglicher Verbesserung von Impfstrategien stellen grundlegende
Projekte zur Erhaltung und Funktion des Immunsystems dar. Klinisch-wissenschaftliche
Aspekte sind in dem beantragten Forschungsschwerpunkt durch Projekte über angeborene
und erworbenene Immundefekte des Menschen vertreten.
DFG (KFO142/1) Die Regulation muriner, anti-viraler CD8+ T Zellantworten (klonale
Expansion, Effektorfunktionen, Spezifitätsrepertoire) mit fortschreitendem Alter
Mit fortschreitendem Alter erlischt die T-Lymphopoese, und periphere T Zellen exprimieren
präferentiell den Phänotyp von Gedächtniszellen (memory T cells, TM). Hiermit gehen
Änderungen ihres funktionellen Phänotyps (e.g. Verlust von CD28, präferentielle Th2ähnliche Polarisierung) und ihres T-Zell Rezeptor Repertoire einher. Dies ist besonders
deutlich in der oligoklonalen Expansion der CD8 TM Zellen im Alter. Die Induktion und
spezifische Restimulation multispezifischer, anti-viraler CD8 T-Zellantworten soll in jungen
und alten Mäusen vergleichend untersucht werden. Besondere Aufmerksamkeit ist auf die
altersabhängige Entwicklung des Phänotyps der CD8 TM Zellen (vom ‚effector’ zum ‚central’
TM Typ), ihre Gewebeverteilung, ihre Antwort auf spezifische Restimulation oder ‚bystander’
Aktivierung, die Entwicklung von Immundominanz-hierarchien in multispezifischen
Antworten, und Änderungen ihres funktionellen Phänotyps gerichtet. Der Einfluss
regulierender (suppressiver oder ‚helfender’) CD4 T Zellen sowie der kalorischen Restriktion
und SIRT1 abhängiger, altersverzögernder Signalwege auf die spezifische CD8 TZellimmunität im Alter soll untersucht werden. Das Projekt will einen Beitrag zum
Verständnis T-Zell-vermittelter Immunpathologien und des rationalen Designs anti-viraler
Vakzine für diese Altersstufe leisten.
DFG (SCH505/2-4) Immunogenicity of recombinant chaperone-complexed antigens
We produced hsp/antigen complexes and characterized their immunogenicity in mice using
DNA vaccination approaches. Furthermore, we constructed and produced recombinant
hsp/antigen complexes by fusing selected antigen sequences to different J domains (from
SV40, yeast or bacteria). Hsp capture by antigens fused to different J domains with/without
additional J-associated domains (G/F-rich domain; C-domain) in different expression systems
is characterized and optimized in ongoing studies with the aim to produce and purify
antigen/hsp complexes with defined components in different (eukaryotic and prokaryotic)
systems in a way that can be up scaled. Mice will be immunized with antigen/hsp complexes
either produced endogenously from DNA vaccines, or delivered exogenously as native
protein complexes; this will allow me to comparatively evaluate their efficacy of priming
mono- and multispecific, anti-viral T cell responses and antibody responses. We designed the
readout so that the pattern of detectable CD8 T cell-defined epitopes will give an indication
about the alternative processing pathways targeted by either ‘exogenous’ antigen/hsp protein
complexes or (the same) ‘endogenous’ complexes produced by DNA vaccines. This ongoing
work will conclude the up to now successful work on designing hsp/antigen vaccines by
alternative means.
DFG (Ri 1297 / 1-1) Rekonstitution anti-viraler CD8 T Zellimmunität im präklinischen
Modell der chronischen HBV Infektion durch immunisierung mit natürlichen
Antigenvarianten.
In transgenen Mausmodellen sollen Toleranz-brechende und anti-virale Eigenschaften von
CD8 T Zellen evaluiert werden, die Epitope natürlicher HBsAg Varianten unterschiedlicher
HBV Genotypen spezifisch erkennen. Die Beeinflussung der Immunogenität gut definierter
Modellepitope des HBsAg durch natürliche oder genetisch induzierte Sequenz-Variation soll
auf vier Ebenen untersucht werden: der Prozessierung; der Affinität für das präsentierende
MHC Klasse I Molekül; der Induktion kreuzreaktiver, aber distinkter CD8 T
Zellpopulationen; und der Modulation eines immundominanten (suppressiven) Phänotyps.
Transgene Modelle, in denen komplette HBV Genome Leber-spezifisch exprimiert werden,
sollen zeigen, ob Varianten-spezifische CD8 T Zellen zusätzlich zu den Toleranz-brechenden
auch lokale anti-virale Eigenschaften in der Leber haben. Die Arbeitshypothese dieses
Projektvorschlages ist, dass kreuzreaktive CD8 T Zellreaktivitäten gegen natürliche Varianten
des HBV Hüllproteins (HBsAg) von zentraler Bedeutung für eine erfolgreiche, spezifische
Immuntherapie der chronischen HBV Infektion sind.
Klinische Forschergruppe: Erkennung, Vermeidung und Behandlung von Infektionen
des immun-kompromittierten Patienten:
Teilprojekt D „Etablierung und Optimierung HCMV-spezifischer, CD8+ T- Zellstimulierender Vakzinierungsstrategien im (HLA-A2 transgenen) Mausmodell“
Das Projekt möchte im präklinischen (HLA-A2 transgenen) Mausmodell neue Impfstrategien
gegen HCMV validieren. Ziel des Vorhabens ist die Definition einer Strategie zur effizienten
Induktion mono/polyspezifischer und protektiver CD8+ T-Zellantworten gegen HCMV
Infektionen, die nach Blutstammzelltransplantation einsetzbar ist. Im Tiermodell wird vom
etablierten, HLA-A2-restringierten HCMV-pp65495-503 (NLVPMVATV) Epitop ausgegangen.
Es soll versucht werden, Impfantigene derart zu modifizieren, dass HCMV-pp65495-503 spezifische CD8+ T-Zellantworten in der HLA-A2 tg Maus optimal induziert werden. Die
Vakzinierungsstrategien umfassen sowohl Peptidkonstrukte, wie Vakzinierung mit Plasmid
DNAs oder Proteinkomplexen. Peptide werden als ‚single epitope’ oder ‚polytope’, mit oder
ohne Polynukleotid-bindender kationischer Domäne synthetisiert. Vergleichend wird die
DNA Vakzinierung eingesetzt, die in der Maus optimal CD8+ T- Zellantworten induziert und
ein schneller Weg zur Identifikation neuer HCMV-Epitope ist. Größere Antigendomänen
werden als Komplex mit Stressproteinen immunogen gemacht. Diese unterschiedlichen
Vakzinen werden (subkutan oder intramuskulär) mit unterschiedlichen Adjuvantien
(Montanide(R), Abisco(R) oder Oligonukleotiden), mit oder ohne Zytokinen (GM-CSF, IL-6,
MIP-1α) verabreicht. Ziel der Untersuchungen ist es, aus der Vielzahl der verfügbaren (und in
anderen Systemen als effizient erwiesenen) Vakzinierungsansätze diejenigen zu identifizieren,
die minimale Nebeneffekte mit optimaler Immunogenität einer Anzahl potentiell klinisch
interessanter HCMV- Epitope verbinden und somit für eine klinische Testung geeignet
erscheinen.
SFB518 Entzündung, Regeneration und Transformation im Pankreas, Projekt A01:
Induktion und Kontrolle diabetogener, Präproinsulin-spezifischer CD8 T Zellen in
transgenen Mausmodellen des Typ 1 Diabetes
Wir konnten in den letzten jahren ein neues Mausmodell eines experimentellen
Autoimmundiabetes (EAD) etablieren. Ein EAD wird in RIP-B7.1 transgenen Mäusen, die
das ko-stimulatorische B7.1 (CD80) Molekül in pankreatischen ß-Zellen exprimieren, durch
das Zusammenspiel zweier Ereignisse ausgelöst: (1) die Induktion von autoreaktiven,
Präproinsulin (ppins)-spezifischen CD8 T Zellen durch spezifische Impfstoffe und (2) die
Diabetes induzierende Wechselwirkung von CD8 T-Zellen mit dem B7.1 exprimierenden
pankreatischen Zielgewebe. In weiterführenden Arbeiten ist geplant, bereits bekannte Kd- und
HLA-A*0201-restringierte PPI- spezifische Epitope zu analysieren. Besonders attraktiv sind
dabei „humanisierte“ RIP-B7.1 Mäuse, die mit HLA-A*0201 transgenen Mäusen
rückgekreuzt eine Analyse von HLA-A*0201-restringierten Epitopen erlauben und
unmittelbar auch Rückschlüsse zum humanen Typ 1 Diabetes. Es wird erwartet, dass mit
diesen erweiterten Ansätzen ppins-spezifische Tetramere gegen gut definierte Epitope
generiert werden können, um Phänotyp, Dynamik und Verteilungsmuster von krankheitsassoziierten CD8 T Zellen zu analysieren. Ziel der geplanten Untersuchungen ist die
Entwicklung von neuen therapeutischen Strategien, restringierte Epitope des Präproinsulins
weiter charakterisiert und ihr pathogener Effekt gegen pankreatische β-Zellen bestimmt. Ziel
ist es, immunologisch basierte Interventionsstrategien zu entwickeln, die die CD8 T Zellvermittelte Zerstörung der β-Zellen attenuieren.
AIF-Proinno Projekt:
Entwicklung von innovativen Impfstoffen und Evaluierung der generierten Antikörpern
aus dem Eigelb von Tauben für Anwendungen in der Wissenschaft
Mit diesem Entwicklungsvorhaben soll ein neues Produktionsverfahren für eine
kostengünstige Herstellung von Antikörpern aus Tauben- und Hühnereiern
entwickelt
werden. Wir nenne diese Antikörper YOLKIGS für yolk immunglobulins = EigelbImmunglobuline. Zusätzlich wollen wir in diesem Projekt spezifische YOLKIGS zu
bekannten Produkten herstellen, um die Qualität dieser YOLKIGS Antikörper gegenüber den
auf dem Markt erhältlichen klassischen Produkten aus dem Blut von Säugetieren zu
vergleichen.