Drucken27.07.2015

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Intravitalmikroskopie von Infektion und Immunität (AG A.Müller)

Allgemeine Einleitung

Ob ein infizierter Organismus einen Krankheitserreger erfolgreich bekämpfen kann, hängt in erster Linie von den Wechselwirkungen der Zellen des Immunsystems, sowohl untereinander als auch mit dem Pathogen, ab. Die "Sprache" dieser Wechselwirkungen, lösliche und membrangebundene Signalmoleküle, werden seit einigen Jahren intensiv untersucht. Wie diese Signale im lebenden Organismus ausgetauscht werden, ist noch weitgehend unklar. Mit Hilfe spezieller Mikroskopietechniken lässt sich das Zusammenspiel von Wirt und Pathogen heute aber im lebenden Gewebe verfolgen.

Film: 2-Photonen-Intravitalmikroskopie der Interaktion von CD4+ T-Zellen (blau) mit dem intrazellulären Parasiten Leishmania major (gelb) während einer Hautinfektion. Infizierte Zellen tragen Antigene des Parasiten auf ihrer Oberfläche, Effektor-T-Zellen, die dieses Antigen erkennen, bleiben an Ort und Stelle, wenn sie auf infizierte Zellen treffen, und beginnen, Zytokine auszuschütten. Dies löst in den infizierten Zellen einen Verteidigungsmechanismus gegen die in ihnen enthaltenen Parasiten aus. Gezeigt ist ein 90 Minuten langer Film. Direkter kontakt zwischen T-Zellen und vom Parasiten infizierten Zellen ist in weiss dargestellt.

Unsere Forschung:

Wenn Krankheitserreger in den Organismus eindringen, leitet unser Immunsystem in der Regel Schritte ein, um den Eindringling zu bekämpfen. Ob dies erfolgreich ist, hängt in erster Linie von dem Zusammenspiel der Zellen des Immunsystems untereinander und mit dem Pathogen ab. Neue Entwicklungen in der Mikroskopietechnik erlauben es, das Verhalten von Immunzellen im Gewebe zu verfolgen und in Echtzeit zu studieren, welche Wechselwirkungen für den Aufbau des Immunschutzes nötig sind.

Dies trägt massgeblich zum Verständnis bei, wie eine Immunantwort aufgebaut, erhalten und - wenn nötig - wieder abgeschaltet wird, um den Organismus vor Krankheitserregern zu verteidigen, aber auch dem Aufbau von schädlichen Autoimmunerkrankungen - Überreaktionen des Immunsystems - vorzubeugen.

Unsere Forschungsgruppe "Intravitalmikroskopie von Infektion und Immunität" (INMI) hat sich auf die so genannte Multiphotonenmikroskopie  spezialisiert, um das Zusammenspiel von Wirt und Pathogen im lebenden Gewebe zu verfolgen. Unser Fokus gilt hierbei der Frage, wie ein Pathogen auf den Stress reagiert, dem es aufgrund einer Immunantwort ausgesetzt ist. Indem wir Infektionserreger mit fluoreszenten Reportersystemen (vom Erreger produzierte Farbstoffe, die auf biologische Veränderungen reagieren) ausstatten, können wir Prozesse wir Zellteilung und Proteinproduktion, aber auch die Aktivität von stressinduzierten Enzymen im lebenden Pathogen bestimmen.

Die Vermessung dieser Parameter während der Infektion erlaubt uns Rückschlüsse darauf, wann und unter welchen Bedingungen die Immunantwort am effektivsten ist. Da die biologischen Prozesse im Pathogen Einfluss auf seine Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika haben, können wir auch herausfinden, wie die Immunantwort am besten mit therapeutischen Massnahmen unterstützt werden kann.

 

Andreas Müller:

„Wir versuchen herauszufinden, wie ein Erreger auf den Stress reagiert, dem er aufgrund der einsetzenden Immunantwort ausgesetzt ist.“

Andreas Müller hat an der ETH Zürich promoviert, wo er am Institut für Mikrobiologie der in der Arbeitsgruppe von Wolf-Dietrich Hardt die frühen Ereignisse der Salmonelleninfektion studierte.

Danach folgten Forschungsaufenthalte am Institut Pasteur in Paris in der Gruppe für Immundynamik von Philippe Bousso, mit Arbeiten zur Signalreichweite aktivierter T Zellen im Gewebe, und an der Universität Lausanne im Labor für Pathologie von Leishmanieninfektionen von Fabienne Tacchini-Cottier, wo er die den Einfluss von Granulozyten in der Immunantwort gegen Leishmanien analysierte. Seit Dezember 2013 ist Andreas Müller Leiter der Forschungsgruppe "Intravitalmikroskopie von Infektion und Immunität". Die Gruppe hat ihren Sitz am Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Universität Magdeburg, wird aber gemeinsam von HZI und der Uni Magdeburg finanziert.

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