CD-Labor for Immunmetabolismus und Systembiologie von Adipositas-bedingten Erkrankungen

Das Immunsystem reagiert bei Gesunden und Kranken unterschiedlich, da Immunzellen z.B. durch Fettleibigkeit umprogrammiert werden können. Hier werden diese Abläufe und Veränderungen erforscht, um therapeutische Zielstrukturen zu identifizieren.

Blutfette (Lipide) und Stoffwechselprodukte (Metabolite) übernehmen eine wichtige Rolle in der Aktivierung, Differenzierung und Funktionalität von blutbildenden (myeloiden) Zellen, z.B. den Fresszellen (Makrophagen). Eine der Schlüsselfunktionen von Makrophagen, ist die Beseitigung von sterbenden bzw. toten Zellen. Dieser Prozess wird Efferozytose genannt, was, abgeleitet vom lateinischen efferre, in etwa „das Begraben toter Zellen“ bedeutet.

Bei der Efferozytose werden abgestorbene Zellen von den Makrophagen zur Gänze umschlossen und entfernt, bevor ihre Membranintegrität verletzt wird und ihr z.T. toxischer Inhalt in das umgebende Gewebe gelangt. Neben den myeloiden Makrophagen gibt es auch gewebespezifische Makrophagen. Diese fördern zum Beispiel die Gefäßbildung im Fettgewebe, entfernen absterbende Fettzellen und beeinflussen Umbau und Bildung von Fettgewebe.

Die Funktionsweise von Makrophagen kann selbst nach ihrer Ausreifung durch ihre jeweilige Mikroumgebung verändert und neu programmiert werden. Zur Mikroumgebung gehören auch die Stoffe, die durch die Efferozytose freigesetzt werden, also Lipide und Metabolite. Eine solche Neuprogrammierung wirkt sich auch auf die Effizienz der Efferozytose selbst aus und eine defekte Efferozytose wiederum geht mit verschiedenen Erkrankungen einher.

Dieses CD-Labor untersucht den Einfluss unterschiedlicher Formen des Zelltods und vor allem der sekretierten Lipide und Metabolite auf die Funktion der Makrophagen. Es sollen Merkmale identifiziert werden, welche unterschiedliche Signalwege in Immunzellen und krankhaften Abläufen gemein sind. Zum Beispiel werden die immunmetabolischen Eigenschaften von Makrophagen während der Efferozytose verglichen mit denen von Makrophagen, die aufgrund von Fettleibigkeit stark mit Lipiden beladen sind.

Die Untersuchungen werden an präklinischen Modellen zu fettleibiger Leberfibrose und Krebs sowie in Patientenkohorten durchgeführt. Durch die Analyse von Lipid- und Metabolitspiegeln in Blut- und Gewebeproben und die Profilierung der Immunphänotypen, wird es möglich sein, Signalwege sowie therapeutische Targets zu identifizieren, welche in Entzündungserkrankungen bzw. Krebs verändert sind. Ziel ist die Erforschung der Grundlagen für die Entwicklung von neuen Immuntherapien, welche letztendlich der menschlichen Gesundheit zu Gute kommen.