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Arbeitsgruppe Prof. Dr. rer. nat. Petra Bacher

 

Bacher_Petra

Intestinale Immunregulation (english version)

Wir untersuchen die Rolle von T-Helfer-(Th)-Zellen bei immunvermittelten Krankheiten. Mit neuen Ansätzen zur direkten Analyse antigenreaktiver Th-Zellen versuchen wir zu verstehen, warum die Toleranzmechanismen des Immunsystems bei Patienten mit chronischen Entzündungskrankheiten versagen.

 

Schlüsselwörter

Immuntoleranz, Antigen-spezifische T-Zellen, Entzündliche Darmerkrankungen, Kommensale Mikrobiota, Immunogenetik, Allergie, Regulatorische T-Zellen

 

Gruppenmitglieder

  • Gruppenleiter: Prof. Dr. rer. nat. Petra Bacher
  • Student/innen:

    Gabriela Rios Martini (PhD student)

    Ann-Kristin Kamps (PhD student)

    Stephan Schneiders (PhD student)

    Anna Schiffer (MD student)

    Veronica Chaves Vargas (master student)

  • Technische Assistenz:

    Berith Messner

  

Wissenschaftliches Profil

Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf der Rolle antigenspezifischer Th-Zellen in der menschlichen Immunabwehr. T-Helfer-(Th)-Zellen sind zentrale Organisatoren der Immunantwort. Über ihren T-Zell-Rezeptor sind sie in der Lage, ein bestimmtes Antigen zu erkennen. Durch die Freisetzung verschiedener Effektorzytokine können sie eine dem Antigen entsprechende Immunantwort auslösen. Unangemessene oder zu starke Immunreaktionen können jedoch zu Immunpathologien wie Autoimmunität, chronischen Entzündungen oder Allergien führen. Eine spezialisierte Th-Zell-Subpopulation, die regulatorischen T-Zellen (Tregs) hingegen, haben suppressive Eigenschaften. So können sie die Immunantwort gegen ein bestimmtes Antigen abschwächen oder sogar verhindern.

Welche T-Zellen jedoch auf ein bestimmtes Antigen reagieren, welche Antigene überhaupt erkannt werden und wie die schützende Immunität und Toleranz erhalten oder gestört wird, ist in vielen klinischen Situationen nicht bekannt. Mit neuen Ansätzen zur direkten ex vivo Analyse von antigen-reaktiven Th-Zellen versuchen wir zu verstehen, warum bei Patienten mit chronisch entzündlichen Erkrankungen, wie entzündlichen Darmerkrankungen oder Allergien, die Toleranzmechanismen versagen. Durch Kombination der antigen-reaktiven Th-Zellanalyse mit leistungsstarken, hochmodernen Analyse-Technologien, wie multidimensionaler Durchfluss-Zytometrie, (Einzelzell-) Transkriptomik, TCR-Sequenzierung und Proteomik können wir umfassende Informationen der einzelnen antigen-reaktiven Th-Zellen mit hoher Sensitivität und Spezifität erhalten, um so das Zusammenspiel von Umweltfaktoren mit mikrobiellen und entzündlichen Prozessen, die zu Dysfunktionen und chronischen Entzündungen führen, aufzuklären. Unser Ziel ist es, durch die Analyse dieser grundlegenden Prozesse direkt in den Zellen des menschlichen Immunsystems, die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Strategien für chronische Entzündungskrankheiten, Autoimmunität oder Allergien beschleunigen.

 

 

Liste der wissenschaftlichen Projekte

  • Menschliche T-Zell-Antworten gegen die intestinale Mikrobiota
  • Charakterisierung von Nahrungsmittel-spezifischen T-Zellen
  • Antigen-spezifische CD4+ T-Zellen als spezifische diagnostische Sensoren bei Mukoviszidose Patienten
  • Funktionelle und molekulare Charakterisierung menschlicher Th17 Subsets

 

 

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, doi: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.11.016

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. 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. 

4. Fungus-specific CD4+ T cells for rapid identification of invasive pulmonary mold infection

Bacher P, Steinbach A, Kniemeyer O, Hamprecht A, Assenmacher M, Vehreschild MJGT, Vehreschild JJ, Brakhage AA, Cornely OA, Scheffold A. Am J Respir Crit Care Med. (2015) 191(3):348-52. 

5. Antigen-specific expansion of human regulatory T cells as a major tolerance mechanism against mucosal fungi

Bacher P, Kniemeyer O, SchoenbrunnA, SawitzkiB, Assenmacher M, Rietschel E, Steinbach A, Cornely OA, Brakhage AA, ThielA, ScheffoldA. Mucosal Immunology. (2014) Jul;7(4):916-28.

 

 

Drittmittelförderung

  • ECCO Grant 2019: The immune repertoire of microbe-reactive T cells in blood and tissue of IBD patients
  • Christiane Herzog Stiftung 2016-2018: Antigenspezifische CD4+ T-Zellen als spezifische diagnostische Sensoren für die hochauflösende Pathogendiagnostik bei CF-Patienten

 

Liste der Kooperationspartner in alphabetischer Reihenfolge

  • Dr. Mario Assenmacher, Marco Vahldieck, Jennifer Pankratz; Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Germany
  • Prof. Nina Babel, Dr. Ulrik Stervbo; Marien Hospital Herne, Universitätsklinikum der Ruhr-Universität Bochum, Germany
  • 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, Germany
  • Prof. Andre Franke, Elisa Rosati; Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel, Germany
  • Prof. Bernhard Hube, Dr. Sascha Brunke; Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (HKI), Jena, Germany
  • Dr. Jochen Maul, Medizinische Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie CBF, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Prof. Birgit Sawitzki, Katrin Vogt; Berlin-Brandenburg Center for Regenerative Therapies, Charité - University Medicine Berlin, Germany
  • Prof. Alexander Scheffold; Institut für Immunologie, CAU Kiel, Germany
  • Dr. Carsten Schwarz, Svenja Kaufmann, Jobst Röhmel; Klinik für Pädiatrie m.S. Pneumologie und Immunologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Prof. Margitta Worm, Dr. Guido Heine, Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany