Institut für Mikrobiologie und Hygiene

Good guys - bad guys: Pathogene, Infektionsimmunologie und Microbiota 

 

Wissenschaftler am Institut für Mikrobiologie am Campus Benjamin Franklin und am DRFZ befassen sich mit der grundlegenden Frage, wie sich multizelluläre Organismen gegen Infektionen schützen. Im Fokus des Interesses steht die Rolle des evolutionär alten, angeborenen Immunsystems bei der  Infektabwehr. Vor allem die vor einigen Jahren entdeckten Innate Lymphoid Cells (ILC), eine Familie von Lymphozyten des angeborenen Immunsystems, die in Organen mit Grenzoberflächen zur Umwelt (Darm, Lunge, Haut) residieren, sind ein wichtiger Schwerpunkt der Forschung. ILC und andere Komponenten des angeborenen Immunsystems sichern Grenzoberflächen zur Umwelt. In den letzten Jahren hat unsere Forschung neue Paradigmen für eine Rolle des Immunsystems bei Regenerationsvorgängen des Epithels und bei der Organhomöostase zu Tage gefördert. Vor allem Immunzellen, die in Geweben resident sind, produzieren nicht nur die üblichen Zytokine, die eine Immunabwehr koordinieren, sondern auch Wachstumsfaktoren, die Gewebereparatur, -umbau und -regeneration regulieren. Solch neue Paradigmen für unkonventionelle Rollen des Immunsystems bei der Organhomöostase exponieren neue therapeutische Wege für bisher schwer behandelbare Erkrankungen (wie chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Allergien, etc.), die allesamt durch gestörte Adaptation an Komponenten der Umwelt gekennzeichnet sind.

 

Epitheliale Grenzflächen mit der Umwelt sind einerseits Einfallstor für Pathogene und andererseits natürlicherweise dicht besiedelt von einer komplexen Ansammlung von Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten, der sog. Mikrobiota. Mehrzellige Organismen leben seit Millionen von Jahren in steter Ko-Evolution mit diesen ubiquitären Komponenten ihrer Umwelt. Es wird vermutet, dass die dauernde Interaktion mit der Mikrobiota zur Selektion robuster, adaptiver Signalnetzwerke geführt hat, die den Organismus gegen diese kontinuierliche Herausforderung schützen. Der Einfluss der Mikrobiota auf das gesunde Funktionieren und die Fitness von multizellulären Organismen reicht aber wesentlich weiter. Es ist weitgehend akzeptiert, dass die Mikrobiota einen grossen Einfluss auf die Kalibrierung des Immunsystems, metabolische und sogar neuronale Prozesse hat und auch für die Biologie des Alterns zentral ist. Wissenschaftler vom Institut für Mikrobiologie haben wichtige Beiträge zur Rolle der Mikrobiota bei der Immunsystem-Fitness geleistet. So konnte gezeigt werden, dass die Schwelle für die Aktivierung des angeborenen Immunsystems in der Abwesenheit der allgegenwärtigen Mikrobiota (in sog. keimfreien Tieren) stark erhöht ist. Signale der Mikrobiota verändern den metabolischen Grundzustand des angeborenen Immunsystens und tragen zur epigenetischer Remodellierung des Reguloms von Immunzellen bei, die eine Fitness des Immunsystems gegenüber Pathogenen ermöglichen.

 

 

Das Institut ist an bedeutenden Forschungsverbünden zum Thema Pathogenese intestinaler Infektionserreger (BMBF Nationales Forschungsnetz zoonotische Infektionskrankheiten), und zur Mikrobiota (SPP 1656 „Intestinal Microbiota“) beteiligt. Der Direktor des Instituts ist der Empfänger eines der prestigiösen Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) und der Sprecher des DFG Schwerpunktprogramms 1937 „Innate Lymphoid Cells“.

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