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Arbeitsgruppe Prof. Dr. rer. nat. Alexander Scheffold

 

AG Scheffold 2020_12

Zelluläre Immunologie

(english version

T-Helferzellen dirigieren protektive und pathologische Immunreaktionen aber die Krankheits-spezifischen T-Zellen sind meist schlecht definiert. Durch die Charakterisierung der Krankheits-relevanten T-Zellen versuchen wir die Ursachen von Immunpathologien zu verstehen und therapeutisch zu adressieren.

 

Schlüsselwörter

Allergie, Chronische Darmentzündung, Autoimmunität, Antigen-spezifische T-Zellen, regulatorische T-Zellen, COVID-19.

 

Gruppenmitglieder

  • Gruppenleiter: Prof. Dr. rer. nat. Alexander Scheffold
  • Wissenschaftler:

    Dr. med. Yi Lyu

    Dr. rer. nat. Carina Saggau

    Dr. rer. nat. Tatiana Sezin

    Dr. rer. nat. Simge Yüz
  • Technische Assistenz:

    Silja Meise

    Cathrin John
  • Student/innen:

    Anne-Rieke Bickenbach (MD student)

  • Cyto-Kiel/Cytometry Core Facility:

    Esther Schiminsky

 

Wissenschaftliches Profil

Chronische Immunkrankheiten, wie Allergien, entzündliche Darmentzündung oder Autoimmunität stellen ein ständig wachsendes medizinisches Problem dar. Das Immunsystem, das uns vor Infektionen schützt wendet sich hier fälschlicherweise gegen harmlose „Antigene“, wie Pflanzenpollen, Mikrobiota oder körpereigene Strukturen. Die spezifischen Krankheitsursachen sind meist unbekannt und vermutlich auch von Patient zu Patient verschieden. Auch die Krankheits-spezifischen Immunzellen, die pathologische Reaktionen initiieren oder davor schützen sind schlecht charakterisiert. Für die Diagnostik und Therapie bedeutet das: Weil detaillierte Kenntnisse fehlen, wirkt man auf das gesamte Immunsystem ein, mit entsprechenden Nebenwirkungen, und bekämpft Symptome, statt die Krankheitsursache zu beseitigen.

T-Zellen erkennen ein bestimmtes Antigen und dirigieren die spezifische Immunantwort dagegen. T-Zellen besitzen auch die Fähigkeit unerwünschte Entzündung zu unterdrücken. Dies gilt insbesondere für die regulatorischen T-Zellen, Treg genannt. Immunpathologien basieren vermutlich auf einem Ungleichgewicht zwischen pro- und anti-entzündlichen T-Zellen. Durch Wiederherstellung des natürlichen Gleichgewichts lässt sich die Krankheitsursache womöglich dauerhaft und spezifisch ausschalten.

Allerdings sind häufig die Krankheits-relevanten Antigene und damit auch die spezifischen T-Zellen unbekannt. Wir haben sensitive Verfahren entwickelt, mit denen man Antigen-spezifische T-Zellen identifizieren kann. Damit ist es möglich, die zellulären und molekularen Ursachen von Immunpathologien aufzuspüren. So konnten wir erstmals nachweisen, dass Antigen-spezifische Tregs, einen anti-allergischen Schutzwall gegen harmlose Bestandteile unserer Atemluft ausbilden, z.B. Pflanzenpollen. Allergien gegen einzelne Pollenkomponenten werden vermutlich durch spezifische Löcher in diesem Schutzwall ermöglicht. Wir untersuchen dieses Prinzip derzeit in anderen Immunpathologien. Dabei dienen Antigen-spezifische T-Zellen auch als diagnostischer Parameter. Auf der Basis dieser Ergebnisse sollen neue Therapien entwickelt werden, mit dem Ziel, den körpereigenen Schutzwall zu verstärken, die natürliche Balance wiederherzustellen und so diese Krankheitsursachen auszuschalten.

  

Liste der wissenschaftlichen Projekte

  •       Charakterisierung der Immunantwort gegen harmlose Antigene (link)
  •       Antigen-spezifische T-Zellen für die Infektionsdiagnostik (link)
  •       Isolation, Expansion und funktionelle Manipulation von humanen regulatorischen T-Zellen (link)
  •       Molekulare Regulation der anti-inflammatorischen Effektorfunktionen in T-Zellen (link)

 

Ausgewählte Publikationen

1. Low avidity CD4+ T cell responses to SARS-CoV-2 in unexposed individuals and humans with severe COVID-19

Bacher P, Rosati E, Esser D, Rios-Martini G, Saggau C, Schiminsky E, Dargvainiene J, Schöder I, Wieters I, Khodamoradi Y, Eberhardt F, Vehreschild MJGT, Neb H, Sonntagbauer M, Conrad C, Tran F, Rosenstiel P, Markewitz R, Wandinger, K-P, Augustin M, Rybniker J, Kochanek M, Leypoldt F, Cornely OA, Koehler P, Franke A, Scheffold A. Immunity 2020. 53(6):1258-1271.e5

2. Human Anti-fungal Th17 Immunity and Pathology Rely on Cross-Reactivity against Candida albicans

Bacher P, Hohnstein T, Beerbaum E, Röcker M, Blango MG, Kaufmann S, Röhmel J, Eschenhagen P, Grehn C, Seidel K, Rickerts V, Lozza L, Stervbo U, Nienen M, Babel N, Milleck J, Assenmacher M, Cornely OA, Ziegler M, Wisplinghoff H, Heine G, Worm M, Siegmund B, Maul J, Creutz P, Tabeling C, Ruwwe-Glösenkamp C, Sander LE, Knosalla C, Brunke S, Hube B, Kniemeyer O, Brakhage AA, Schwarz C, Scheffold A. Cell. 2019; 176(6):1340-1355.e15. 

3. c-Maf-dependent regulatory T cell control of intestinal Th17 cells and immunoglobulin A establishes host-microbiota homeostasis

Neumann C, Blume J, Roy U, Teh P, Vasanthakumar A, Beller A, Liao Y, Heinrich F, Arenzana TL, Hackney JA, Eidenschenk C, Gálvez EJC, Stehle C, Heinz  GA, Maschmeyer P, Sidwell T, Hu Y, Amsen D, Romagnani C, Chang HD, Kruglov A, Mashreghi MF, Shi W, Strowig T, Rutz S*, Kallies A*, Scheffold A*.Nat Immunol. 2019 Apr;20(4):471-481. 

4. Regulatory T Cell Specificity Directs Tolerance versus Allergy against Aeroantigens in Humans

Bacher P, Heinrich F, Stervbo U, Nienen M, Vahldieck M, Iwert C, Vogt K, Kollet J, Babel N, Sawitzki B, Schwarz C, Bereswill S, Heimesaat MM, Heine G, Gadermaier G, Asam C, Assenmacher M, Kniemeyer O, Brakhage AA, Ferreira F, Wallner M, Worm M, Scheffold A. Cell. 2016 167(4):1067-1078. 

5. Role of Blimp-1 in programing Th effector cells into IL-10 producers

Neumann C, Heinrich F, Neumann K, Junghans V, Mashreghi MF, Ahlers J, Janke M, Mockel-Tenbrinck N, Kühl A, Heimesaat M, Esser C, Im SH, Radbruch A, Rutz S and Scheffold A. J Exp Med. 2014 211(9):1807-19.

 

Komplette Publikationsliste

http://www.researcherid.com/rid/S-2090-2016

http://orcid.org/0000-0002-0626-343X

 

Drittmittelförderung

  • DFG
    • Einzelprojekt, The role of the transcription factor c-Maf for the control of mucosal inflammation in the intestine.
    • SFB/Transregio 241: Immun-Epitheliale Signalwege bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, Teilprojekt B07: Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von humanen Mikrobiota-spezifischen regulatorischen T-Zellen.
    • SFB877, Teilprojekt B15: Proteolytic modulation of intestinal CD4 T helper cell function and
      immune homeostasis
    • Exzellenzcluster  „Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen/Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) (EXC 2167-390884018) TI-2 & RTF IV
  • BMBF:
    • InfectControl 2020 - Verbundvorhaben: AnDiPath
    • European Joint Programme on Rare Diseases - JTC 2019: AspecTNMO

 

Liste der Kooperationspartner in alphabetischer Reihenfolge

  • Dr. Mario Assenmacher, Dr. Michael Apel, Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Deutschland
  • Prof. Axel Brakhage, Dr. Olaf Kniemeyer, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (HKI), Jena, Germany
  • Prof. Oliver Cornely, Angela Steinbach, Klinik I für Innere Medizin, Uniklinik Köln, Köln, Deutschland
  • Prof. Dr. rer. nat. Andre Franke, Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU
  • Dr. Sascha Rutz, Genentech, San Francisco, USA
  • PD Dr. Frank Leypoldt, Klinik für Neurologie und Institut für Klinische Chemie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Deutschland
  • Dr. Carsten Schwarz, Klinik für Pädiatrie m.S. Pneumologie und Immunologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Deutschland
  • Prof. Britta Siegmund, Dr. Jochen Maul, Medizinische Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie CBF, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Deutschland
  • Prof. Margitta Worm, Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Deutschland