1,5 Millionen Euro für die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Immunzellen und Krankheitserregern

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat Prof. Dr. Andreas Müller, Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) und Mitglied des GC-I³, einen mit knapp 1.5 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grant bewilligt. Damit wird seinem Forschungsprojekt „Dissecting the interplay between the dynamics of immune responses and pathogen proliferation in vivo“ internationale wissenschaftliche Exzellenz bescheinigt. Prof. Müller leitet seit 2013 die Gruppe "Intravitalmikroskopie von Infektion und Immunität", welche ihren Sitz an der Universität Magdeburg hat und gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und der OVGU finanziert wird.

Prof. Müller ist einer von nur etwa 370 WissenschaftlerInnen aller Disziplinen jährlich europaweit, die diese begehrte Förderung erhalten. In der Kategorie „Infektion und Immunantwort“ können sich in Deutschland pro Jahr nur 2-3 Forscher einen ERC Starting Grant sichern. Dieser gibt Prof. Müller und seinem Team den finanziellen Freiraum, sich in den nächsten fünf Jahren ganz den spannenden wissenschaftlichen Fragen zu widmen.

Kernpunkt des ERC-Projekts ist die Frage, wie sich das Wachstum von Krankheitskeimen und das Immunsystem gegenseitig beeinflussen. Manche dieser Krankheitserreger können in Zellen eindringen und sich so vor den Abwehrmechanismen des Immunsystems verstecken. Einige Keime überleben und vermehren sich gar in Immunzellen, deren Funktion es eigentlich wäre, sie aufzunehmen und unschädlich zu machen. Ob und wie diese Zellen bemerken, dass sich ein Erreger in ihrem Inneren vermehrt, ist eine zentrale Frage des Projekts. Außerdem möchte Prof. Müller herausfinden, ob Immunzellen erkennen können, welche Keime am gefährlichsten sind, und beispielsweise zunächst die Erreger angreifen, die sich am schnellsten vermehren. Er erklärt: „Wir müssen die Zusammenhänge zwischen der Vermehrung von Krankheitserregern im Körper und dem Verhalten der Immunzellen verstehen. Dadurch können wir neue Strategien entwickeln, um Infektionen besser zu kontrollieren, wirksamere Impfstoffe zu designen und darüber hinaus können wir untersuchen, wie Krankheitserreger es schaffen, während einer Infektion resistent gegen die Antibiotikabehandlung zu werden.“ Denn Bakterien und Parasiten haben zahlreiche Strategien entwickelt, um dem Immunsystem und Medikamenten zu entgehen und sich ungestört zu vermehren. Zu wissen, wo genau und unter welchen Bedingungen sie sich im Gewebe ausbreiten können, ist deshalb eine Grundvoraussetzung für die Entwicklung besserer Medikamente.

Mit der neuen Methode kann die Wachstumsgeschwindigkeit des Krankheitserregers Leishmania im Gewebe gemessen werden, schnell wachsende Erreger erscheinen grün-gelb, langsam wachsende orange-rot. Mit modernen Färbetechniken lässt sich außerdem der Aufenthalt der Krankheitserreger in verschiedenen Zelltypen des Immunsystem bestimmen. Drei solcher Zelltypen (Makrophagen, Monozyten und dendritische Zellen) sind in pink, dunkelblau und türkis angefärbt. (Bild: Sandrina Heyde und Lars Philipsen)

Um all diese Fragen zu beantworten, hat die Arbeitsgruppe von Prof. Müller bereits eine innovative neue Methode entwickelt, mit der das Wachstum von Krankheitserregern live im lebenden Gewebe mikroskopisch sichtbar gemacht werden kann (siehe Foto). Diese Methode passt extrem gut in das Forschungsumfeld des Immunologieschwerpunkts der Medizinischen Fakultät der OVGU, an dem seit Jahren eine große Expertise in neuen Mikroskopietechniken aufgebaut wird. Neben der Intravitalmikroskopie, mit der das Wechselspiel zwischen Zellen des Immunsystems und Krankheitserregern live verfolgt werden kann, bieten eigens in Magdeburg entwickelte Techniken wie die Multiepitop-Ligandenkartographie (MELK) die Möglichkeit, den Aufenthaltsort von Keimen bis ins kleinste molekulare Detail zu beschreiben. Auch die Vernetzung mit den Institutionen des GC-I³ und eine enge Zusammenarbeit mit dem HZI in Braunschweig sind von zentraler Bedeutung für das Projekt. Im Zuge dieser Zusammenarbeit ist beispielsweise geplant Immunzellen aufzureinigen, die während der Infektion entweder mit schnell oder langsam wachsenden Bakterien und Parasiten in Kontakt waren, und mit so genannten Transkriptomanalysen zu messen, ob in diesen Zellen durch die Vermehrung der Erreger spezifische Signalwege ausgelöst werden.

Langfristig soll das Projekt ergründen, wie zum Beispiel medikamentös, gezielt in die Regulation des Immunsystems eingegriffen werden kann. Denn solche Eingriffe sind ein extrem vielversprechender Ansatz zur Behandlung zahlreicher Krankheiten, von Autoimmunerkrankungen bis hin zu Krebs. Um die Immunantwort aber je nach Bedarf zu beeinflussen, ohne dass für die Patienten ein Risiko entsteht, ist ein detailliertes Verständnis der Signale nötig, mit denen die Zellen des Immunsystems aktiviert werden und mit denen sie miteinander kommunizieren.

Kurzvita
Andreas Müller, 1980 in der Schweiz geboren, studierte und promovierte an der ETH Zürich, wo er am Institut für Mikrobiologie 2009 seine Doktorarbeit über die molekularen Auslöser der Entzündung bei der Salmonelleninfektion abschloss. Danach folgten Forschungsaufenthalte am Institut Pasteur in Paris, mit Arbeiten zur Signalreichweite aktivierter T Zellen im Gewebe, und an der Universität Lausanne, Schweiz, wo er die Wechselwirkung von Granulozyten mit dem Tropenkrankheitserreger Leishmania studierte. Im Dezember 2013 wurde Andreas Müller nach Magdeburg auf die W2-Professur "Intravitalmikroskopie von Infektion und Immunität" berufen. Die Gruppe hat ihren Sitz am Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Universität Magdeburg, und wird gemeinsam vom HZI Braunschweig und der OVGU finanziert.

ERC Starting Grants
ERC Starting Grants sind Förderinstrumente des Europäischen Forschungsrats (European Research Council), die junge WissenschaftlerInnen dabei unterstützen sollen, den Karrieresprung zu unabhängigen und selbständigen Spitzenforschern zu machen. Bei Antragsstellung dürfen höchstens sieben Jahre seit dem Erlangen des Doktorgrades vergangen sein, ausdrücklich einziges Bewertungskriterium ist die wissenschaftliche Exzellenz des Forschers und des vorgeschlagenen Projektes. Die erfolgreichen Projekte werden bis zu 5 Jahre mit einer Gesamtsumme von bis zu 1,5 Millionen Euro gefördert. Mehr Informationen zu ERC Starting Grants finden Sie hier!