1. Thema: Einblick in das erworbene Immunsystem: Charakteristika von T-Zellen und deren Modulation

Betreuerin:
Isabelle Silvestre
AG Bopp, Institut für Immunologie, Universitätsmedizin Mainz

Vorstellung AG Bopp/Schmitt:
Der wissenschaftliche Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Erforschung der kontext- und gewebespezifischen Regulation adaptiver Immunantworten. Neben der funktionellen und molekularbiologischen Charakterisierung von regulatorischen T-Zellen (Treg-Zellen) und T-Helferzellen (TH-Zellen) beschäftigt sich die AG insbesondere mit der Zell-Zell-Kommunikation zwischen gewebstypischen Zellen und dem Immunsystem.
Im Mittelpunkt der Forschung steht ein vertieftes Verständnis der Genregulation durch Transkriptionsfaktoren und Transkriptionsfaktor-Komplexen, der cAMP-vermittelten Signaltransduktion sowie der Rolle der Proteinkinase CK2 in T-Zellen. Diese Mechanismen werden im Zusammenhang mit Allergien, Krebs und Autoimmunerkrankungen untersucht.

Einleitung und Einordnung des Projekts und nähere Beschreibung:
Das menschliche Immunsystem ist ein hochkomplexes Netzwerk von Zellen, Signalstoffen und Geweben, das den Körper vor Krankheitserregern schützt. Es besteht aus einer angeborenen und einer erworbenen Abwehr, die zusammenwirken, um Viren, Bakterien und andere Fremdstoffe zu erkennen und zu bekämpfen. In der modernen Medizin und Forschung spielen immunologische Verfahren eine entscheidende Rolle - sei es bei der Diagnose von Infektionskrankheiten, der Entwicklung von Impfstoffen oder der personalisierten Krebstherapie.
Ein gutes Bespiel dafür ist die Krebsimmuntherapie. Bestimmte Zellen des Immunsystems, insbesondere zytotoxische T-Zellen (CD8⁺ T-Zellen) und natürliche Killerzellen (NK-Zellen), können Tumorzellen erkennen und zerstören - vorausgesetzt, das Immunsystem wird nicht durch so genannte Immun-Checkpoints gebremst. Hier setzen neue Therapien wie Checkpoint-Inhibitoren an, die diese Bremsen lösen und die körpereigene Abwehr gegen Tumoren stärken.  Ein weiterer vielversprechender Ansatz sind therapeutische Krebsimpfstoffe: Sie trainieren das Immunsystem gezielt darauf, Tumorantigene zu erkennen und eine Immunantwort auszulösen.
Ein tieferes Verständnis der zellulären Zusammensetzung des Blutes und der Botenstoffe des Immunsystems ist dafür unerlässlich. Die Durchflusszytometrie (Flow Cytometry) kann Zellen anhand spezifischer Oberflächenmarker (z.B. CD3, CD19) mit hoher Präzision unterscheiden. Der ELISA wiederum erlaubt den Nachweis von Antikörpern oder Zytokinen - Signalstoffen, die Zellen des Immunsystems untereinander austauschen.

Ziel des Projekts:
In diesem Schülerprojekt werden grundlegende Methoden der Immunologie anhand praxisnaher Experimente vermittelt. Die Teilnehmenden isolieren Immunzellen aus der Maus, indem sie murine Gewebsproben aufarbeiten, und analysieren die Zellen mithilfe der Flow Cytometry. Zudem führen sie einen ELISA (Enzyme-linked Immunosorbant Assay) zum Nachweis von Immunglobulinen im Blut von geimpften Tieren durch. Dabei gewinnen sie nicht nur Einblicke in biologische Grundlagenforschung, sondern auch in aktuelle medizinische Anwendungen, etwa in der Immuntherapie, Infektionsdiagnostik oder Krebsimmunologie.

Quelle: Dissertation Natascha Stergiou, AG Bopp/Schmitt, Institut für Immunologie, JGU Mainz, 2018.