TWINCORE - Institut für Experimentelle Infektionsforschung
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TWINCORE TWINCORE - Institut für Experimentelle Infektionsforschung Leiter: Prof. Dr. Ulrich Kalinke Tel.: 0511/220027-100 • E-Mail: [email protected] • www.twincore.de Keywords: Typ I Interferon, anti-virale Immunantwort, Mausmodelle, primäre humane Immunzellen, Biomarker, therapeutische monoklonale Antikörper, Impfstoffe, Adjuvanzien, Formulierungen Forschungsprofil Nach einer Infektion wird in der Regel innerhalb von Stunden die angeborene Immunität induziert, die für die ersten Tage das Überleben des Wirts sichert. Es dauert eine Woche oder länger, bis das adaptive Immunsystem so weit aktiviert ist, dass es in der Lage ist, Pathogene zu eliminieren, oder zumindest deren Vermehrung zu kontrollieren. Wir untersuchen die Pathogenese von viralen Infektionserkrankungen mit einem Schwerpunkt auf Hepatitis Viren, Herpes Viren und Influenza Viren. Wir suchen Biomarker, die für Infektionserkrankungen relevant sind, und wir entwickeln neue Strategien zur Prävention und Behandlung von Infektionserkrankungen. Virale Pathogenese Bei viralen Infektionen spielen insbesondere frühe Typ I Interferon-Antworten eine kritische Rolle. Zuvor haben wir gefunden, dass nach einer Infektion mit dem vesikulären Stomatitis Virus (VSV) eine kleine Anzahl hoch spezialisierter Zellen, die auch als plasmazytoide dendritische Zellen (pDC) bezeichnet werden, über Pathogen-Erkennungsrezeptoren (PRR) aktiviert werden, und große Mengen an schützendem Typ I Interferon produzieren. Interessanterweise haben alle genauer untersuchten Viren Gegenmaßnahmen zur Hemmung der Induktion oder der Funktion von Typ I Interferon entwickelt. Ein Schwerpunkt unserer Arbeit besteht darin herauszufinden, wie unterschiedliche Viren Typ I InterferonAntworten induzieren und welche Strategien sie entwickelt haben, Typ I Interferon-Antworten zu unterwandern. Die lokalen Verhältnisse von Typ I Interferon-Antworten können entscheidend den Krankheitsverlauf beeinflussen. Wir untersuchen, in welchen Organen Typ I Interferon-Antworten induziert werden und welche Zelltypen von Typ I Interferon aktiviert werden müssen, damit Schutz vermittelt wird. Dabei spielt die Untersuchung von Mechanismen, die die Ausbreitung viraler Erreger im Zentralnervensystem hemmen, eine wichtige Rolle. Wir untersuchen, welchen Einfluss frühe Typ I Interferon-Antworten auf die Induktion adaptiver Immunantworten haben. Neben innovativen Mausmodellen mit einer konditionellen Typ I Interferon-Rezeptor-Deletion oder einem rekonstituierbaren Typ II IFN Gen, kommen Mäuse zum Einsatz, bei denen gleich mehrere PRR Plattformen deletiert sind. Weiterhin werden Experimente mit primären humanen Immunzellen durchgeführt. Biomarker für Infektionskrankheiten Zum Jahresbeginn 2013 wurde PD Dr. med. Frank Pessler vom HZI an das Institut für Experimentelle Infektionsforschung entsandt, um die Arbeitsgruppe „Biomarker für Infektionskrankheiten“ aufzubauen. Biomarker sind Moleküle oder andere Messgrößen, die dazu beitragen sollen, (i) eine präzise Diagnose zu stellen (diagnostische Biomarker), (ii) die Krankheitsschwere zu bestimmen, (iii) den Krankheitsverlauf oder ein Therapieansprechen vorherzusagen (prognostische Biomarker), (iv) oder aber auch die Krankheitsentstehung besser zu verstehen (funktionelle Biomarker). Die Anzahl der Leukozyten im peripheren Blut, die Blutsenkungsgeschwindigkeit und das C-reaktive Protein werden in der medizinischen Praxis häufig als diagnostische Biomarker zur Unterscheidung von viralen und bakteriellen Infektionen und als prognostische Biomarker zur Bestimmung des Krankheitsverlaufs untersucht. Objektive biostatistische Maßstäbe für die Genauigkeit von diagnostischen Tests, wie z.B. die "Receiver Operating Characteristic"-(ROC) Kurven-Analyse, haben jedoch gezeigt, dass diese Marker in vielen Fällen ungenau sind. Daher suchen wir nach neuen, präziseren 652 Forschungsbericht 2014 TWINCORE Biomarkern für Infektions- und Entzündungsprozesse. Hierzu nutzen wir die in der jüngeren Vergangenheit entwickelten (1) analytischen Hochdurchsatzverfahren wie Tiefensequenzierung, Metabolomik und Proteomik für explorative Bestimmungen, (2) gezielte Messungen von einzelnen Hypothese-basierten Faktoren und (3) experimentelle Ansätze an der Laborbank. Unsere Schwerpunkte liegen zurzeit auf der Biomarkerforschung im Bereich der akuten Atemwegs- und Hautinfektionen sowie auf der Erforschung von Zusammenhängen zwischen Infektionen und Stoffwechselstörungen. Für den Zugang zu Bioproben von klinisch gut charakterisierten Patienten (und Kontrollen) bauen wir ein europaweites Netz von Kooperationspartnern auf, was insbesondere durch unsere Beteiligung an dem EU FP7-geförderten Projekt „Combatting Antibacterial Resistance in Europe (COMBACTE)“ begünstigt wird. Deutschlandweite Kooperationen bestehen über das Programm „Individualisierte Medizin (iMed)“ der Helmholtz-Gemeinschaft. Neue Strategien zur Prävention und Behandlung von Infektionserkrankungen In den letzten Jahren sind im Bereich der biologischen Arzneimittel dramatische Durchbrüche gelungen. Viele verschiedene monoklonale Antikörper werden in der Therapie unterschiedlichster Erkrankungen eingesetzt und derzeit befinden sich dutzende neuer Reagenzien in der Entwicklung. Wir untersuchen, wie die konstanten Antikörperanteile über Fc-Rezeptoren mit anderen Zellen interagieren und welchen Einfluss derartige Interaktionen auf die Funktion von therapeutischen Antikörpern haben. Im Fokus stehen derzeit monoklonale Antikörper, die gegen Oberflächenantigene von T-Zellen gerichtet sind. Für diese Untersuchungen entwickeln wir neue Testsysteme, die auf vorbehandelten Immunzellen des menschlichen Bluts oder auf Immunzellen aus sekundären lymphatischen Organen, wie zum Beispiel den Tonsillen, basieren. Eine weitere wichtige Gruppe von biologischen Arzneimitteln sind Impfstoffe. Insbesondere durch die Entwicklung neuer Adjuvanzien zeichnen sich vielversprechende Optionen ab. Wir untersuchen die Eigenschaften von RNA-basierten Adjuvanzien. Einen weiteren Fokus stellen neuen Formulierungen dar. Wir untersuchen Verkapselungsmethoden, die eine selektive Beladung von humanen Antigen-präsentierenden Zellen mit aktiven Substanzen erlauben. Um die Ergebnisse aus den oben beschriebenen Ansätzen noch besser bei der Beantragung und Durchführung klinischer Prüfungen anzuwenden, werden gemeinsam mit der Danish Medicines Agency Untersuchungen im Bereich der regulatorischen Forschung durchgeführt. Forschungsprojekte Die Rolle plasmazytoider dendritischer Zellen bei der Abwehr von Virusinfektionen Zahlreiche Studien haben Mustererkennungsrezeptoren beschrieben, die in unterschiedlichen Zelltypen für die Erkennung von Erregern und die nachfolgende Induktion von Interferonantworten eine Rolle spielen. Dabei ist es bisher unklar gewesen, ob pDC direkt infiziert werden müssen, um zur Typ I Interferonproduktion angeregt zu werden. Auch war nicht bekannt, welchen Einfluss die Interferonproduktion dieser Zellen auf die Pathogenese von viralen Infektionen hat. Je nach Art und Verteilung eines Erregers können lokale Interferonantworten einen massiven Einfluss sowohl auf Immunzellen wie auch das infizierte Gewebe und auch auf die Vermehrung des Erregers selbst haben. Im letzten Jahr konnten wir zur Klärung dieser wichtigen Fragen mit Studien von murinen und humanen Modellen beitragen. Infizierte Zellen regen pDC stärker zur Interferonproduktion an als freies Virus Die in vitro Stimulation von pDC mit dem Vesikulären Stomatitis Virus (VSV) führt zur Induktion von starken Typ I Interferon Antworten. Anders als pDC sind konventionelle myeloide dendritische Zellen (mDC) nach VSV Stimulation eher schwache Typ I Interferon Produzenten. Die Induktion von Typ I Interferon in pDC ist dabei von der Virus-Erkennung durch den Toll-ähnlichen Rezeptor 7 (TLR-7) abhängig, wohingegen mDC VSV-Infektionen via RIG-I-ähnliche Helikasen wahrnehmen. Interessanterweise zeigten pDC jedoch im Gegensatz zu mDC eine beachtliche Resistenz gegen eine direkte VSV-Infektion. Lediglich ein kleiner Teil von pDC (unter 10%) exprimierte nach Infektion mit einer eGFPkodierenden VSV Variante (VSVeGFP) eine grüne Fluoreszenz, die auf eine direkte Infektion schließen ließ. Dagegen Forschungsbericht 2014 653 TWINCORE waren mDC Kulturen nach Inkubation mit der gleichen VSVeGFP Dosis nahezu vollständig infiziert. Um zu testen, ob diejenigen Zellen, die direkt infiziert sind auch gleichzeitig Typ I Interferon exprimieren, wurden Reporter-Mäuse (MOB - marker of interferon-β) verwendet, welche abhängig von IFN-β auch ein gelb-fluoreszierendes Reporterprotein (YFP) exprimieren. Die Stimulation von MOB pDC mit VSVeGFP zeigte jeweils eine GFP+ und YFP+ Subpopulation, während keine doppelpositiven GFP+YFP+ pDC gefunden wurden (Abb. 1A). Dieses Ergebnis verdeutlichte, dass unter den pDC die infizierten Zellen kein Interferon-β exprimierten, und dass stattdessen die nichtinfizierten Zellen wichtige Produzenten waren. Im Gegensatz dazu waren alle YFP+ Interferon-β produzierenden mDC gleichzeitig GFP+, also VSVeGFP-infiziert (Abb. 1B). Somit exprimierten mDC Interferon-β als Antwort auf eine direkte Infektion (Frenz et al., 2014). Diese Daten legen nahe, dass pDC nicht durch direkte Infektion sondern vielmehr durch stimulierende Faktoren anderer infizierter Zellen zur Typ I Interferon Produktion angeregt werden. Tatsächlich produzierten pDC nach Stimulation mit infizierten mDC signifikant höhere Mengen an Typ I Interferon als nach Stimulation mit freiem Virus (Abb. 1C). Abb. 1: Nach VSV Behandlung exprimieren hauptsächlich nicht-infizierte pDC und infizierte mDC Interferon-β. (A) Anders als pDC benötigen mDC eine direkte Virus-Infektion, um Typ I Interferonantworten zu induzieren. Während eine Interferon-β Expression (YFP+) ausschließlich in GFP- nicht-infizierten MOB Reporter pDC gefunden wurde, waren alle YFP+ Interferon-β-produzierenden mDC auch infiziert (GFP+). (B) Schematische Darstellung der Befunde in (A). (C) VSV-infizierte mDC (mDCinf) induzieren in pDC signifikant stärkere Interferon-α Antworten als freies VSV (weitere Details in Frenz et al., 2014). Nicht die Infektiosität einzelner Viruspartikel, sondern deren effektive Bildung ist für die Hepatitis C Virusvermittelte Induktion von Interferonantworten in humanen pDC relevant Weltweit sind etwa 160 Millionen Menschen mit dem Hepatitis C Virus (HCV) infiziert. Wichtige Kennzeichen von HCV sind dessen genetische Variabilität und die sehr unterschiedlichen Krankheitsverläufe infizierter Patienten. Deshalb haben wir untersucht, ob Virusvarianten eines Genotyps unterschiedlich starke Antworten des angeborenen Immunsystems induzieren. Dafür haben wir humane pDC aus dem Blut gesunder Spender isoliert und mit zwei verschiedenen, in Zellkultur angezogenen Genotyp 2a HCV Varianten stimuliert (Abb. 2A). Das Patientenisolat JFH1 induzierte keine Interferon-α Antworten, während das chimäre Jc1 Virus starke Interferon-α Antworten induzierte (Abb. 2B). Wurde dagegen in den Stimulationsexperimenten partiell gereinigtes Jc1 eingesetzt, wurden keine Interferon-α Antworten induziert. In Kokulturen von pDC mit infizierten Hepatomzellen konnten sowohl JFH1 als auch Jc1 infizierte Zellen Interferon-α Antworten in pDC induzieren, jedoch waren auch hier die Antworten gegen das Jc1 Virus deutlich stärker, als die gegen das JFH1 Virus. Nachdem sich herausstelle, dass nicht die Infektiosität der Viruspartikel für die Stimulation entscheidend war, untersuchten wir als nächstes den Einfluss der Effektivität der Viruspartikelbildung. 654 Forschungsbericht 2014 TWINCORE Mittels Jc1 Mutanten, bei denen an unterschiedlichen Schritten die Viruspartikelbildung inhibiert ist, konnten wir zeigen, dass eine effiziente Viruspartikelbildung für die Induktion von Interferon-α Antworten in pDC entscheidend ist (Grabski et al., 2014). Diese Untersuchung zeigt somit erstmals auf, dass die genetische Variabilität von HCV zu einer unterschiedlich starken Induktion der angeborenen Immunität führen kann. Derzeit wird mit klinischen Proben untersucht, ob im Fall von HCV Varianten, die schlechtere Antworten der angeborenen Immunität induzieren, insgesamt schwerere Krankheitsverläufe zu beobachten sind. Abb. 2: Anders als die HCV Variante JFH1 induziert die Variante Jc1 Interferon-α Antworten in primären humanen pDC. (A) Schematische Darstellung des JFH1 Virus und der Viruschimären Jc1, die beide dem Genotyp 2a zugerechnet werden und sich nur in den Strukturgenen unterscheiden. (B) pDC wurden mit Viruspartikeln in einen Verhältnis von einem Viruspartikel pro Zelle (MOI 1) stimuliert und nach 18 Stunden Inkubation wurde der Interferon-α Gehalt in zellfreien Kulturüberstände mittels ELISA bestimmt (siehe auch Grabski et al., 2015). Das Zytomegalievirus wendet verschiedene Strategien an, um die Induktion von antiviralen Interferonantworten zu inhibieren Bei gesunden Personen unterbindet das funktionelle Immunsystem die Vermehrung und Ausbreitung des humanen Zytomegalievirus (HCMV), wobei in der Regel das Virus latent in Zellen des Wirts vorhanden bleibt. Werden immunsupprimierte Patienten infiziert oder findet eine Reaktivierung des latenten Virus statt, so kann das dramatische Folgen für den Patienten haben. Murines CMV (MCMV) ist ein gut etabliertes Modell für die Analyse des empfindlichen Wirt/ Erreger-Gleichgewichts. Die immunologische Kontrolle von MCMV Infektionen hängt von der frühen Induktion von Typ I Interferonantworten ab. Bisher war unklar, ob MCMV-kodierte Evasine die Induktion von Interferonantworten hemmen. Wir konnten eine verstärkte Expression von frühen MCMV-Genen in aus Knochenmarkszellen differenzierten Makrophagen (MΦ) und mDC nachweisen, während in pDC keine MCMV-Genexpression nachweisbar war. Jedoch zeigten MCMV stimulierte pDC stärkere Typ I Interferonantworten als MΦ oder mDC. Die Interferoninduktion in pDC ist dabei von der Virus-Erkennung durch den Toll-ähnlichen Rezeptor 9 (TLR-9) abhängig, wohingegen mDC und MΦ MCMV-Infektionen unabhängig von TLR und RIG-I-ähnlichen Helikasen erkennen. Experimente mit der MCMV Variante MCMV-ΔM27, welcher der STAT2 Antagonist M27 fehlt, zeigten in mDC und MΦ eine stärkere Interferoninduktion im Vergleich zur Stimulation mit wildtyp MCMV. Im Gegensatz dazu exprimierten pDC gleiche Mengen von Typ I Interferon nach Stimulation mit MCMV-ΔM27 und wildtyp MCMV (Döring et al., 2014). Diese Experimente veranschaulichen, dass das virale Evasin M27 nicht nur Typ I Interferonrezeptor vermittelte Signale hemmt, sondern auch die Induktion von Interferonantworten in mDC und MΦ. Zusammengenommen sind dies die ersten Ergebnisse, die zeigen, dass MCMV spezifische Mechanismen entwickelt hat, um Typ I Interferonantworten in unterschiedlichen Immunzellentypen zu modulieren. Forschungsbericht 2014 655 TWINCORE Abb. 3: Schematische Zusammenfassung der Rolle des MCMV kodierten Evasins M27 bei der Infektion von Immunzellen (weitere Details in Döring et al., 2014). Nicht nur pDC, sondern auch Stromazellen müssen nach einer viralen Infektion Erreger erkennen, damit sich ein langfristiger Immunschutz entwickelt Obwohl pDC nach einer Virusinfektion wichtige Typ I Interferonproduzenten sind, legen neuere Daten nahe, dass die Depletion von pDC keinen entscheidenden Einfluss auf den Verlauf von Virusinfektionen hat. Um die biologische Bedeutung von pDC zu klären, wurden gentechnisch veränderte Mäuse hergestellt, bei denen die für die VSV Erkennung relevanten Erkennungsrezeptoren deletiert sind. Dabei fehlen diesen Tieren die Adaptorproteine MyD88 und TRIF für die Viruserkennung über Toll-ähnliche Rezeptoren, sowie der Adaptor Cardif, der auch als IPS-1 bezeichnet wird, für die Erkennung über zytosolische RIG-I ähnliche Helikasen (MyTrCa-/-). Tatsächlich können solche MyTrCa-/- Mäuse nach einer VSV Infektion kein schützendes Typ I Interferon produzieren (Abb. 4A) und versterben innerhalb weniger Tage. Werden jedoch wildtyp pDC, welche über ein intaktes Viruserkennungssystem verfügen, in MyTrCa-/- Mäuse adoptiv transferiert, überleben so behandelte Tiere VSV Infektionen bis zu 8 Tage länger (Spanier et al., 2014). Bei näherer Betrachtung kann man feststellen, dass die Interferon-β Antwort von adoptiv transferierten pDC in MyTrCa-/- und Kontroll-Tieren dem Muster einer natürlichen Interferoninduktion in sekundären lymphatischen Organen von wildtyp Tieren entspricht (vergleiche Abb. 4A, obere Reihe, und Abb. 4B). Diese Daten belegen, dass nach Stimulation adoptiv transferierte pDC in sekundäre lymphatische Organe rekrutiert werden. Die Analyse von knochenmarkschimären Mäusen, bei denen entweder nur die Immunzellen oder die sonstigen radioresistenten Körperzellen aus MyTrCa-/- Mäusen stammen, zeigte, dass neben den pDC auch andere Körperzellen einen entscheidenden Beitrag leisten, VSV zu erkennen und eine schützende Immunantwort einzuleiten. Neueste Experimente belegen, dass Stromazellen in sekundären lymphatischen Organen zur Interferonproduktion beitragen. Derzeit untersuchen wir, welche Stromazelltypen an der Viruserkennung beteiligt sind und die Induktion einer schützenden Immunantwort unterstützen. Abb. 4: In Folge einer VSV Infektion wird TLR- und RLH-abhängig in sekundären lymphatischen Organen eine schützende Typ I Interferonantwort induziert. (A) 24 und 48 nach i.v. VSV Infektion wurde in immunkompetenten Interferon-β Reportertieren eine starke Interferon-β abhängige Luziferase Expression in sekundären lymphatischen Organen beobachtet, während Mustererkennungsrezeptor-defiziente MyTrCa-/- Interferon-β Reportermäuse keine Interferon-β Expression zeigten. (B) Adoptiv transferierte Interferon-β-Reporter pDC zeigten eine vergleichbar lokalisierte Interferon-β Induktion in wildtyp und MyTrCa-/Mäusen (weitere Details Spanier et al. 2014). 656 Forschungsbericht 2014 TWINCORE Bei einer viralen Enzephalitis produzieren nicht pDC, sondern im Hirn lokalisierte Astrozyten protektives Interferon Da es sich bei Neuronen um eine essentielle, und in weiten Teilen nicht-erneuerbare Zellpopulation handelt, werden im zentralen Nervensystem (ZNS) ganz besondere Anforderungen an die anti-virale Immunantwort gestellt. So existiert im ZNS ein Milieu, das als „immunprivilegiert“ bezeichnet wird und in dem notwendige Immunantworten so moduliert sind, dass die Beeinträchtigung und der Verlust von Neuronen möglichst gering sind. Eine wichtige Rolle bei der Abwehr von viralen Infektionen des ZNS spielen die Typ I Interferone. Bereits in früheren Studien konnten wir zeigen, dass eine Typ I interferonabhängige Signalweiterleitung innerhalb des Gehirns notwendig ist, um nach einer VSV Infektion das Überleben zu sichern. Da sich im Hirn sind jedoch keine pDCs finden, müssten diese erst nach einer Infektion einwandern. Das würde zu lange dauern, um eine adäquate Immunantwort zu vermitteln. Zudem verhindert die Blut-Hirn-Schranke, dass Typ I Interferon aus dem Blut in das Hirn übertritt. So stellte sich die Frage, welche Zellen im ZNS bei einer Virusinfektion schützendes Typ I Interferon bilden? Wir konnten zeigen, dass nach einer intranasalen VSV Infektion das Virus in das Riechhirn gelangt und dort lokal von Astrozyten vermittelte Typ I Interferonantworten induziert (Abb. 5). Hierbei wird in erster Linie Interferon-β gebildet, wohingegen die Interferon-α Subtypen im ZNS nur eine untergeordnete Rolle spielen (Detje et al., 2015). Bei Astrozyten handelt es sich um Gliazellen, die unter anderem am Aufbau der Blut-Hirn-Schranke beteiligt sind. Sie stehen in direktem Kontakt mit Neuronen und übernehmen deren Versorgung mit Neurotransmittern und Nährstoffen. Offensichtlich übernehmen sie darüber hinaus eine wichtige immunologische Funktion und modulieren über die lokale Typ I Interferonproduktion das Immungeschehen im ZNS. Abb. 5: Nach intranasaler VSV Applikation kommt es im Riechhirn des zentralen Nervensystems zu einer lokalen Induktion von Interferon-β. (A) Drei Tage nach intranasaler VSV Infektion zeigen IFN-β Reportermäuse im vorderen Bereich des Schädels eine massive Induktion der Interferon-β-Promotor abhängigen Luziferase, deren Expression proportional von der IFN-βExpression abhängt und im In vivo Imager dargestellt ist. (B) Eine ex vivo Analyse zeigt, dass nach einer intranasalen VSV Infektion das schützende Interferon-β lokal im Riechhirn gebildet wird, wohingegen im Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm keine Interferon-β-PromotorAktivität detektierbar ist (siehe auch Detje et al., 2015). Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Pietschmann, Thomas (Prof. Dr.), Institut für Experimentelle Virologie, TWINCORE, Hannover; Stangel, Martin (Prof. Dr.), Abteilung für Neurologie, MHH; Messerle, Martin (Prof. Dr.), Institut für Virologie, MHH; Hengel, Hartmut (Prof. Dr.), Institut für Virologie, Universität Freiburg; Staeheli, Peter (Prof. Dr.), Institut für Virologie, Universität Freiburg.; Förderung: VISTRIE, HAI-IDR, N-RENNT Forschungsbericht 2014 657 TWINCORE Weitere Forschungsprojekte Viral Strategies of Immune Evasion (VISTRIE): CMV-induced type I IFN responses and their impact on host survival Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Messerle, Martin (Prof. Dr.), Institut für Virologie, MHH; Cicin-Sain, Luka (Prof. Dr.), HZI; Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft Helmholtz-Alberta Initiative in Infectious Disease Research (HAI-IDR): Hepatitis C virus triggered innate Immunity Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Pietschmann, Thomas (Prof. Dr.), Institut für Experimentelle Virologie, TWINCORE; Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft Niedersachsen-Research Network on Neuroinfectiology (N-RENNT) Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Sodeik, Beate (Prof. Dr.), Institut für Virologie MHH; Stangel, Martin (Prof. Dr.), Abteilung für Neurologie, MHH; Förderung: Land Niedersachsen Die Rolle von Typ I Interferon bei der Inhibition der Ausbreitung viraler Erreger im zentralen Nervensystem Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Stangel, Martin (Prof. Dr.), Abteilung für Neurologie, MHH; Bradke, Frank (Prof. Dr.), Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE); Weiss, Siefried (Dr.), Abteilung für Molekulare Immunologie, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung; Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft Entwicklung einer neuen Formulierung zur zellspezifischen Antibiotika-Therapie am Beispiel von Mycobacterium tuberculosis und M. avium Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.) und Frenz, Theresa (Dr.); Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand Bedeutung der Fc-vermittelten Vernetzung von monoklonalen Antikörpern für deren therapeutische Funktion Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Förderung: Wirtschaft RNA-basierte Impfstrategien gegen Infektionserkrankungen Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Förderung: Wirtschaft Analyse neuer Adjuvanzien zur Verstärkung der mukosalen Immunität nach Immunisierung mit virusähnlichen Partikeln Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Guzman, Carlos (Prof. Dr.), Abteilung fur Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung; Förderung: interne Mittel Analyse Vakzin-induzierter Immunantworten in gesunden Probanden und Retuximab behandelten Patienten Projektleitung: Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.) und Schmidt, Reinhold (Prof. Dr.), Klinik für Immunologie und Rheumatologie, MHH; Förderung: interne Mittel Identifizierung neuer Biomarker für akute bakterielle Infektionen. Combatting Antibacterial Resistance in Europe (COMBACTE), WP5E „Diagnostics and Biomarkers”. Projektleitung: Pessler, Frank (PD Dr.); Kooperationspartner: Illig, Thomas (Prof. Dr.), Hannover Unified Biobank MHH; Abel, Laurent (Prof. Dr.), INSERM, Universite Descartes, Paris; Vila, Jordi (Prof. Dr.) Universitat de Barcelona; Sievers, Jörg (Dr.), Glaxo-Smith-Kline, London; Schreiber, Jens (Prof. Dr.), Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; Förderung: EU 658 Forschungsbericht 2014 TWINCORE Identifizierung von neuen Biomarkern für frühe Diagnose und Risikostratifizierung bei Atemwegsinfektionen. Helmholtz Gemeinschaft Cross Programme Activity „Individualized Medicine“ (iMed) Projektleitung: Pessler, Frank (PD Dr.); Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft Rolle von immunoresponse gene 1 (Irg1) und Itakonsäure in der antiviralen Immunität Projektleitung: Pessler, Frank (PD Dr.); Kooperationspartner: Hiller, Karsten (Dr.), Universität Luxemburg; Förderung: interne Mittel MicroRNAs als Biomarker im Liquor cerebrospinalis Projektleitung: Pessler, Frank (PD Dr.); Kooperationspartner: Stangel, Martin (Prof. Dr.); Sühs, Kurt-Wolfram (Dr.), MHH; Förderung: Junge Akademie MHH Rolle von Infektionen bei chronischen Stoffwechselstörungen. Helmholtz-Gemeinschaft Portfolio Topic „Metabolism and Chronic Diseases“ Projektleitung: Pessler, Frank (PD Dr.); Kooperationspartner: Pawlita, Michael (Dr.), Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg; Guzman, Carlos (Prof. Dr.), Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig; Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft Entwicklung von molekulardiagnostischen Multiplex-Assays für den ereignisnahen Nachweis von Atemwegsinfektionserregern. German-Egyptian Research Funds (GERF) Projektleitung: Bahgat-Riad, Mahmoud (Dr.) und Pessler, Frank (PD Dr.); Förderung: BMBF Originalpublikationen Arnold P, Himmels P, Weiss S, Decker TM, Markl J, Gatterdam V, Tampe R, Bartholomäus P, Dietrich U, Dürr R. Antigenic and 3D structural characterization of soluble X4 and hybrid X4-R5 HIV-1 Env trimers. Retrovirology 2014;11:42-4690-11-42 Bald T, Landsberg J, Lopez-Ramos D, Renn M, Glodde N, Jansen P, Gaffal E, Steitz J, Tolba R, Kalinke U, Limmer A, Jönsson G, Hölzel M, Tüting T. 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Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 2014;57(11):1292-1299 660 Sievers C, Akmatov MK, Kreienbrock L, Hille K, Ahrens W, Gunther K, Flesch-Janys D, Obi N, Michels KB, Fricke J, Greiser KH, Kaaks R, Peter HH, Pessler F, Nieters A, Krause G. Evaluation of a questionnaire to assess selected infectious diseases and their risk factors: findings of a multicenter study. Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 2014;57(11):1283-1291 Spanier J, Lienenklaus S, Paijo J, Kessler A, Borst K, Heindorf S, Baker DP, Kröger A, Weiss S, Detje CN, Staeheli P, Kalinke U. Concomitant TLR/RLH signaling of radioresistant and radiosensitive cells is essential for protection against vesicular stomatitis virus infection. J Immunol 2014;193(6):3045-3054 Tschurtschenthaler M, Wang J, Fricke C, Fritz TM, Niederreiter L, Adolph TE, Sarcevic E, Künzel S, Offner FA, Kalinke U, Baines JF, Tilg H, Kaser A. Type I interferon signalling in the intestinal epithelium affects Paneth cells, microbial ecology and epithelial regeneration. Gut 2014;63(12):1921-1931 Volz A, Langenmayer M, Jany S, Kalinke U, Sutter G. Rapid expansion of CD8+ T cells in wild-type and type I interferon receptor-deficient mice correlates with protection after low-dose emergency immunization with modified vaccinia virus Ankara. J Virol 2014;88(18):10946-10957 Weber E, Finsterbusch K, Lindquist R, Nair S, Lienenklaus S, Gekara NO, Janik D, Weiss S, Kalinke U, Överby AK, Kröger A. Type I interferon protects mice from fatal neurotropic infection with Langat virus by systemic and local antiviral responses. J Virol 2014;88(21):12202-12212 Zheng LS, Hitoshi S, Kaneko N, Takao K, Miyakawa T, Tanaka Y, Xia H, Kalinke U, Kudo K, Kanba S, Ikenaka K, Sawamoto K. Mechanisms for interferon-alpha-induced depression and neural stem cell dysfunction. Stem Cell Reports 2014;3(1):73-84 Züst R, Toh YX, Valdes I, Cerny D, Heinrich J, Hermida L, Marcos E, Guillen G, Kalinke U, Shi PY, Fink K. Type I interferon signals in macrophages and dendritic cells control dengue virus infection: implications for a new mouse model to test dengue vaccines. J Virol 2014;88(13):7276-7285 Übersichtsarbeiten Abou-El-Enein M, Bauer G, Reinke P, Renner M, Schneider CK. A roadmap toward clinical translation of genetically-modified stem cells for treatment of HIV. Trends Mol Med 2014;20(11):632-642 Narayanan G, Cossu G, Galli MC, Flory E, Ovelgonne H, Salmikangas P, Schneider CK, Trouvin JH. Clinical development of gene therapy needs a tailored approach: a regulatory perspective from the European Union. Hum Gene Ther Clin Dev 2014;25(1):1-6 Shankar G, Arkin S, Cocea L, Devanarayan V, Kirshner S, Kromminga A, Quarmby V, Richards S, Schneider CK, Subramanyam M, Swanson S, Verthelyi D, Yim S. Assessment and reporting of the clinical immunogenicity of therapeutic proteins and peptides-harmonized terminology and tactical recommendations. AAPS J 2014;16(4):658-673 van Aerts LA, De Smet K, Reichmann G, Willem van der Laan J, Schneider CK. Biosimilars entering the clinic without animal studies: A paradigm shift in the European Union. MAbs 2014;6(5):11551162 Forschungsbericht 2014 TWINCORE Weise M, Kurki P, Wolff-Holz E, Bielsky MC, Schneider CK. Biosimilars: the science of extrapolation. Blood 2014;124(22):3191-3196 Arshad, Haroon: Promotionsstipendium in der AG Pessler, gefördert durch Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). Abstracts Kuhn, Maike: Promotionsstudentin in der AG Pessler. Kurzzeitstipendium (3 Monate), gefördert durch die European Molecular Biology Organization (EMBO) für die Durchführung eines Forschungsprojektes über Stoffwechselflüsse in Influenzainfektion in der AG Hiller, Universität Luxemburg. 2014 wurden 19 Abstracts publiziert. Promotionen Bartholomäus, Patrick (Dr. rer. nat.): Analysis of the superagonistic anti-CD28 mediated T cell stimulation. Döring, Marius (PhD): Dendritic cells in CMV infection. Spanier, Julia (Dr. rer. nat.): Dissection of redundant and nonredundant signaling pathways in virus sensing. Master Durán, Véronica: Selective targeting of antigen-presenting cells by using an innovative formulation system. Sohail, Aaqib: Pre-analytical and analytical evaluation of S100 proteins as biomarker for acute bacterial infections. Tegtmeyer, Pia-Katharina: Role of different pattern recognition platforms in the control of a DNA-virus infection. Stipendien Keßler, Annett: 8th International Vaccine and ISV Annual Global Congress in Philadelphia, gefördert durch DGfI und Euroimmun AG. Borst, Katharina: Cytokines in Melbourne, gefördert durch DGfI und Euroimmun AG. Araujo, Leonardo: Stipendium durch Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Brasilien) für einen 11-monatigen Forschungsaufenthalt in der AG Pessler. Tantawy, Mohamed: Promotionsstipendium in der AG Pessler gefördert durch Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). Samir, Mohamed: Promotionsstipendium in der AG Pessler gefördert durch Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). Habib, Aamna: Promotionsstipendium in der AG Pessler, gefördert durch Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). Weitere Tätigkeiten in der Forschung Kalinke, Ulrich (Prof. Dr.): Geschäftsstellenleiter der Translationsallianz Niedersachsen (TRAIN), Vorstandsmitglied der „Association for Immunotherapy of Cancer (CIMT)“; Vorsitzender der „Regulatory Research Group (RRG)“ am CIMT; Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat der Vakzine Projekt Management GmbH (VPM); Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat des Biomolekularen Wirkstoffzentrums (BMWZ) der Leibniz-Universität Hannover; Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat des LOEWE Zentrum für Zell- und Gentherapie (CGT); Gutachter für Forschungsförderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Deutschland; Agence National de la Recherche (ANR), Frankreich; Fonds zur Forderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF), Österreich; Swiss National Science Foundation (SNF), Schweiz; German-Israeli-Foundation (GIF); Health Research Board (HRB), Netherlands; Organisation for Health Research and Development (NOHRD), Niederlande; Swedish Research Council (SRC), Schweden; Ad hoc Reviewer für die Fachzeitschriften Blood, European Journal of Immunology, FEBS Journal, International Journal of Cancer, Journal of Immunology, Journal of Virology, Journal of Immunological Methods, Nat. Biotech., Immunity, PNAS, J. Neuroimmunol., Brain Pathology, J. Biol. Chemistry, PLoS Pathogens, Vaccine, und andere. Pessler, Frank (PD Dr.): Koordinator von Work Package 5E „Diagnostics and Biomarkers“ des EU-geförderten europaweiten Forschungsverbundes Combatting Antibacterial Resistance in Europe (COMBACTE); Mitglied des Führungskomitees der Helmholtz Cross Programme Aktivität „Individualisierte Medizin (iMed)“; Mitglied der Thematischen Arbeitsgruppe „Infektion und Immunität“ der deutschen Nationalen Kohorte (NaKo). Editorielle Tätigkeiten: Mitglied des Editorial Board des Journal of Clinical Rheumatology. Iqbal, Azeem: Promotionsstipendium in der AG Pessler, gefördert durch Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). Forschungsbericht 2014 661
