Kein Folientitel - des FSR Medizin Greifswald

Abteilung Immunologie
Sepsis – Forschung auf der Seite des
Wirts
Staphylococcus aureus – Forschung
am Pathogen
Wer sind wir?
Unser Laborteam
• Sepsis, auch Blutvergiftung genannt, ist die
Entzündungsantwort auf eine Infektion, die den ganzen
Organismus erfasst.
• Jährlich erkranken in Deutschland 154.000 Patienten an
einer Sepsis, wobei 30-50% der Patienten sterben.
• Die Kosten belaufen sich auf jährlich 1,8 Mrd. Euro.
• Wir interessieren uns für die körpereigenen
Abwehrmechanismen und dabei besonders für das
adaptive Immunsystem, die T-Zellen und die B-Zellen.
Was ist das Ziel unserer Arbeit?
Unsere Arbeit beschäftigt sich mit folgenden Fragen:
• Welche Rolle spielen T-Zellen bei der Sepsis? T-Zellen
steuern nämlich die Immunantwort.
• Wie reagieren B-Zellen? B-Zellen produzieren
Antikörper, die uns schützen können.
• Welchen Einfluss hat der Metabolismus des Wirts auf
das Immunsystem?
• Nur wenige wissen, dass S. aureus die Nasenvorhöfe von
ca. 35 % der gesunden Bevölkerung (sog. Carrier)
symptomlos besiedelt.
Interdisziplinäre Forschergruppe von
Studierenden und Postdocs der Medizin,
Humanbiologie und Biochemie
• Berüchtigt ist S. aureus als multi-resistenter
Krankenhauskeim (MRSA)
• Diese „Superbakterien“ sind mit herkömmlichen Antibiotika
nicht mehr kontrollierbar. Deshalb brauchen wir dringend
neue Strategien zur Prävention und Therapie von
S. aureus Infektionen, z.B. Impfstoffe.
Unsere Arbeitsgruppenleiter
Prof. Dr. med. Barbara M. Bröker
Seit 2000 Professur für Molekulare
Immunologie an der Uni Greifswald
Was ist das Ziel unserer Arbeit?
Dr. rer. nat. Grazyna Domanska
forscht an der Schnittstelle zwischen
Immunsystem und Metabolismus
Wir beschäftigen uns mit folgenden Fragen:
• Welche Rolle spielt das Immunsystem bei Besiedlung
und Infektion mit S. aureus ?
• Welche Antikörper schützen vor S. aureus Infektionen?
Dr. rer. nat. Silva Holtfreter
Junior-PI im Graduiertenkolleg RTG 1870
• Wie reagieren T-Zellen auf Konfrontation mit S. aureus?
• Wie können wir in Zukunft gegen die Bakterien impfen?
Antworten auf diese Fragen suchen wir sowohl bei
Patienten mit S. aureus Infektionen (AG Bröker) als auch
im Mausmodell (AG Holtfreter).
• Können immunologische Methoden im klinischen Alltag
auch für die Sepsisdiagnostik eingesetzt werden?
Mit welchen Methoden arbeiten wir?
• Kultivierung von Bakterien
• Welche Gene besitzen die Bakterien?
• Teilen sich die Immunzellen?
A
• Antikörperbindung in der Totale
B
see (482bp)
seb (404bp)
sem (326bp)
sel (244bp)
seo (180bp)
Gelblich pigmentierte S. aureus Kolonien, die eine β-Hämolyse auf
Blutagarplatten auslösen.
• Mausmodell der Sepsis:
S. aureus ist eine extrem variable Bakterienspezies.
Fünf Virulenzgene können wir parallel in einer Multiplex-PCR-Reaktion
nachweisen.
• Wieviele Immunzellen wurden bei der Sepsis
aktiviert?
Die Menge eines aufgenommenen Fluoreszenzfarbstoffs halbiert sich
mit jeder Zellteilung.
A: Unbehandelte T-Zellen
B: Stimulation der T-Zellen mit bakteriellen Toxinen
Erfassung der Serumantikörper, die an S. aureus Proteine binden. 2DImmunoblots ermöglichen den Überblick.
• Aufschlüsselung von Zellgemischen mit
Durchflusszytometrie
• Mikroskopische Analyse von Geweben
A
Ein Stent im Dickdarm führt zu einer systemischen Infektion mit
Darmbakterien. Die Reaktion der Immunzellen der Maus kann zu
verschiedenen Zeitpunkten nach der Sepsisinduktion untersucht
werden.
Mit der ELIspot-Methode können wir aktivierte Zellen zählen. Jeder
Punkt entspricht einer Zelle, die das Zytokin Interferon-gamma
produziert.
Welche Zellen wurden bei der CASP aktiviert und wie stark? Jede
Zelle ist ein Punkt. Wir haben hier unterschieden: Leukozyten (grün),
CD4+ T-Zellen (rot), CD4+FoxP3+ regulatorische T-Zellen (blau)
Ausgwählte Publikationen
Unsere Kooperationspartner
• Kolata J, et al. 2015. The Fall of a Dogma? Unexpected High T-Cell Memory Response to Staphylococcus aureus in Humans.
• Stentzel S, et al. 2015. Specific serum IgG at diagnosis of Staphylococcus aureus bloodstream invasion is correlated with disease
progression. Proteomics.
• Schmoeckel K, et al. 2015. Full activation of CD4+ T Cells Early During Sepsis Requires Specific Antigen. Shock.
• Stentzel S, et al. 2014. Altered immune proteome of Staphylococcus aureus under iron-restricted growth conditions. Proteomics.
14(16):1857-67.
• Pötschke C, et al. 2013. Experimental sepsis impairs humoral memory in mice. PLoS One. 8(11)
• Holtfreter S, et al. 2013. Characterization of a mouse-adapted Staphylococcus aureus strain. PLoS One. 8(9).
• Winstel V, et al. 2013. Wall teichoic acid structure governs horizontal gene transfer between major bacterial pathogens. Nat
Commun.4:2345.
• Kolata J, et al. 2011. Distinctive patterns in the human antibody response to Staphylococcus aureus bacteremia in carriers and noncarriers. Proteomics. 11(19): 3914-3927.
• Holtfreter S, et al. 2011. Antibody responses in furunculosis patients vaccinated with autologous formalin-killed Staphylococcus
aureus Eur J Clin Microbiol. 30(6):707-717.
• Grumann, D., et al. 2008. Immune cell activation by enterotoxin gene cluster (egc)-encoded and non-egc superantigens from
Staphylococcus aureus. J Immunol. 181(7):5054-61.
• Busse, M., et al. 2008. Detrimental role for CD4+ T lymphocytes in murine diffuse peritonitis due to inhibition of local bacterial
elimination. Gut. 57:188-95.
• Holtfreter, S., et al. 2006. Staphylococcus aureus carriers neutralize superantigens by antibodies specific for their colonizing strain: a
potential explanation for their improved prognosis in severe sepsis. J Infect Dis. 193(9):1275-8.
… in Greifswald
AG Lerch, Gastroenterologie
AG Heidecke/ Maier, Chirurgie
AG Dressel, Neuroimmunologie
AG Völker, Funktionelle
Genomforschung
AG Riedel/Hecker, Mikrobiologie
AG Steinmetz, Medizinische
Mikrobiologie
AG Delcea, ZIK HIKE
AG Masur, ZIK Plasmatis
…und natürlich die zugehörigen
Nachwuchsgruppen
B
Immunfluoreszenzmikroskopie der weißen Pulpa einer Mausmilz.
Wir können bestimmte Moleküle gezielt sichtbar machen und so viele Zelltypen
unterscheiden.
A: Angefärbt sind CD3+ T-Zellen und FoxP3, B: Hier sind metallophile
Makrophagen, B-Zellen und Keimzentrums-B-Zellen zu sehen.
… in Deutschland
AG Wolz/Götz, Mikrobiologie, Eberhard Karls-Universität,
Tübingen
AG Berek, Deutsches Rheumaforschungszentrum, Berlin
AG Peschel/Weidenmaier, Eberhard Karls-Universität,
Tübingen
AG Renner, München
… weltweit
AG Roghman, Baltimore, USA
AG Fraser, Universität Auckland, Neuseeland
AG van Wamel, Universität Rotterdam, Niederlande
AG Bachert, Gent, Belgien
AG Giedrys-Kalemba, Universität Stettin, Stettin, Polen
AG Kontinen, Universität Helsinki, Finnland