Information

Kann ein Krankheitserreger gegen das menschliche Immunsystem vollständig resistent sein?

Kann ein Krankheitserreger gegen das menschliche Immunsystem vollständig resistent sein?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kann ein pathogener Organismus gegen das menschliche Immunsystem vollständig resistent sein? Für diese Frage muss der betreffende Organismus eine Krankheit verursachen.

Beispiele für Organismen, die als vollständig resistent gelten:

Krankheitserreger, die vom Immunsystem während der von ihnen verursachten Krankheit völlig unentdeckt bleiben.

Krankheitserreger, die, selbst wenn sie entdeckt werden, für das Immunsystem völlig unverwundbar sind. Makrophagen und andere Immunzellen wären beispielsweise nicht in der Lage, auch nur eine Zelle eines solchen Organismus zu zerstören.

Kann es einen solchen Erreger geben? Gibt es solche Erreger? (Für diese Frage zählen HIV und Krankheiten, die sich nur bei immungeschwächten Personen manifestieren, nicht.)


Mir fallen keine Krankheitserreger ein, die gegen das Immunsystem völlig resistent sind. Einige Bakterien, die chronische Krankheiten verursachen (z. B. Tuberkulose), sind relativ resistent und eine Handvoll Viren (z. B. Spumaviren) sind relativ unsichtbar, aber die Art der Übertragung von Krankheitserregern würde bedeuten, dass sich vollständig resistente Organismen ziemlich schnell in einer Population ausbreiten würden und wir würden davon wissen.

Pathogene Prionenerreger wie Scrapie und Creutzfeld-Jacob-Krankheit sind für das Immunsystem im Wesentlichen unsichtbar und können übertragen werden; aber sie sind keine pathogenen Organismen. Sie könnten Ihrer Beschreibung jedoch am nächsten kommen.


Das Salk Institute ist das Haus, das die Immunologie gebaut hat. Jonas Salks bahnbrechende Arbeit am ersten Polioimpfstoff machte ihn national bekannt und half beim Aufbau eines Weltklasse-Forschungsinstituts in Südkalifornien. Auch wenn sich das Institut auf Krebs, Neurologie und andere Bereiche ausgeweitet hat, erinnern wir uns noch an unsere Wurzeln.

Und diese Wurzeln liegen tief. Das Immunsystem ist eine starke biologische Kraft – ein flüssiges Organ, das unseren Körper durchdringt. Diverse Immunzellen sind ständig auf Patrouille und jagen nach Übeltätern, die es zu vertreiben gilt: Bakterien, Viren, Tumore, Zellmüll. Das Immunsystem schützt uns in einer feindlichen Welt.

„Das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der menschlichen Gesundheit“, sagt Martin Hetzer, Professor am Molecular and Cell Biology Laboratory und Chief Science Officer von Salk. „Meistens funktioniert es so effektiv, dass wir nicht einmal merken, wie sehr wir uns darauf verlassen. Aber wenn wir uns Pandemien oder seltene Immunerkrankungen wie eine schwere kombinierte Immunschwäche („Bubble Boy“-Syndrom) ansehen, erkennen wir, wie verwundbar wir sein können, wenn unser Immunsystem überfordert ist.“

Aber nicht jede Immunkomponente ist bereit, anzugreifen. Einige Zellen kontrollieren die Reaktion und verhindern, dass sie Amok läuft und unsere eigenen Systeme angreift. Diese Checks and Balances sind entscheidend für eine gesunde Immunität. Ist die Reaktion zu schwach, kann sich ein Krankheitserreger oder Krebs festsetzen. Wenn es zu stark ist, können Autoimmunerkrankungen wie Lupus, rheumatoide Arthritis oder Multiple Sklerose verheerende Folgen haben.

Wissenschaftler nennen diesen sorgfältigen Spagat zwischen biologischen Gegenkräften Homöostase, und Forscher des NOMIS-Zentrums für Immunbiologie und mikrobielle Pathogenese des Salk-Instituts arbeiten daran, die Mechanismen aufzuzeigen, die dies ermöglichen. Da das NOMIS-Zentrum in diesem Jahr sein 10-jähriges Bestehen feiert, beantworten seine Forscher viele Fragen, um die Immunfunktion zu beleuchten. Wie reagieren verschiedene Arten von T-Zellen auf ihre Umgebung, bilden Gedächtnis und regulieren die Immunität? Welche Mechanismen gehen bei Autoimmunerkrankungen schief? Können wir Infektionskrankheiten kontrollieren, ohne Mikroben abzutöten?

Die multidisziplinären Forscher Susan Kaech, Björn Lillemeier, Ye Zheng, Janelle Ayres, Greg Lemke und andere untersuchen neue Wege, um das Immunsystem zu stärken, um Krankheiten anzugreifen oder überaktive Zellen unter Kontrolle zu bringen. Das Ziel? Gleichgewicht wiederherstellen.

DIE SPIELER VERSTEHEN

Immunzellen werden in zwei Haupttypen unterteilt: angeboren und adaptiv. Angeborene Zellen sind die Ersthelfer. Sie erkennen eine Bedrohung, starten einen Angriff und rufen um Hilfe. Bald setzt die adaptive Reaktion ein. Diese Zellen sind speziell auf bestimmte Bedrohungen zugeschnitten. Noch besser, die adaptive Reaktion erinnert sich an Krankheitserreger von Jahren zuvor, den Mechanismus, der Impfstoffe antreibt.

Diese Beschreibung ist zwar zutreffend, aber stark vereinfacht die Immunität. Wissenschaftler schildern noch immer die vielen Signale, die das Immunsystem auf Hochtouren bringen oder eine Überreaktion verhindern. Auch Anzahl und Art der Immunzellen werden in Frage gestellt. T-Zellen zum Beispiel gehören zu den wichtigsten Waffen der adaptiven Immunität, aber erst vor kurzem haben Forscher erfahren, wie vielfältig sie sein können.

„Jetzt wissen wir, dass es Teilmengen innerhalb von Teilmengen innerhalb von Teilmengen von T-Zellen gibt“, sagt Susan Kaech, Professorin und Direktorin des NOMIS-Zentrums und Inhaberin des NOMIS-Stiftungslehrstuhls. „Die gesamte T-Zell-Population wird durch die Entzündung in der Umwelt geprägt. Das kann die Typen diktieren, die sich bilden.“

Diese Vielfalt zu verstehen ist auf vielen Ebenen von entscheidender Bedeutung. Mit zunehmendem Alter lässt die Immunantwort oft nach. Spiegelt dies weniger Immunzellen, einen Verlust an Vielfalt oder andere Faktoren wider? Ähnliche Fragen tauchen bei Krebs auf.

„Wir untersuchen, welche zentralen Arten von T-Zellen oder funktionellen Merkmalen, die sie exprimieren, für die Anti-Tumor-Immunantwort entscheidend sind“, sagt Kaech. „Wir kennen bereits einige, aber wir wollen herausfinden, wie wir Therapien so ausrichten können, dass diese Art von T-Zelle produziert und verbessert wird, um das Immunsystem besser in die Lage zu versetzen, Krebs zu bekämpfen.“

Auf breiterer Ebene erforschen Kaech und Kollegen, wie verschiedene Immun- und Nicht-Immunzellen kommunizieren. Dieses ständige „Übersprechen“ ähnelt Piloten und Fluglotsen im stark frequentierten Luftraum. Immunzellen machen andere Immunzellen auf potenzielle Gefahren aufmerksam. Normales Gewebe sagt dem Immunsystem, dass es nicht gefährlich ist. Tumore und Krankheitserreger versuchen, Immunzellen so zu täuschen, dass sie überhaupt nicht reagieren.

Das Verständnis dieser verschiedenen Eingaben könnte neue Werkzeuge zur Kontrolle der Immunität bieten. Zum Beispiel funktionieren Immunzellen wie bei Menschen möglicherweise nicht optimal, wenn sie hungrig sind. Kaech untersucht, wie Krankheiten wie Krebs T-Zellen „aushungern“ lassen könnten, um ihre Reaktionen einzuschränken.

„Eine weitere Ebene des Cross-Talks könnte sein, wie die Umwelt die Verfügbarkeit verschiedener Metaboliten und Nährstoffe verändert“, sagt Kaech. „Wie reguliert dies die Funktion von Immunzellen bei Krebs oder Infektionen? Wie könnte sich der Stoffwechselzustand bestimmter nicht-immuner Zelltypen auf die Nährstoffverfügbarkeit für die Immunzellen auswirken, und wie wirkt sich dies wiederum auf ihren Stoffwechselzustand und ihre Funktionalität aus?“

Dies könnte insbesondere in Tumor-Mikroumgebungen wichtig sein, bei denen es sich um Nahrungswüsten handeln kann. Kaech möchte diese Mechanismen verstehen und letztendlich kontrollieren, um die Immunantwort gegen Krebs zu stärken.

INTERNEN CHIT-CHAT DEKODIEREN

Die Immunforschung hat sich auf externe Faktoren konzentriert – die Krankheitserreger und molekularen Signale, die die Immunantwort auf Hochtouren bringen. Aber was ist mit der internen Signalisierung? Was passiert in den Immunzellen, das sie zum Handeln anregt?

Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu untersuchen. Der klassische Ansatz untersucht, welche Proteine ​​miteinander sprechen, ein Telefonspiel, das sich oft auf die DNA einer Zelle erstreckt. Aber es gibt auch den räumlich-zeitlichen Ansatz. Wie sind diese Moleküle zur richtigen Zeit am richtigen Ort, um diese Gespräche überhaupt zu führen? Associate Professor Björn Lillemeier studiert beides.

„Uns interessiert, wie T-Zell-Rezeptoren, die ein einzelnes Molekül wahrnehmen können, tatsächlich die gesamte T-Zelle aktivieren und funktionelle Programme induzieren, die sich zwischen verschiedenen T-Zelltypen unterscheiden“, sagt Lillemeier.

Das System ist nicht zufällig – es gibt keine Möglichkeit, dass T-Zellen schnell genug reagieren können. Woher wissen also wichtige Signalproteine, wo sie wann sein sollen? Diese Fragen sind schwer zu beantworten, weil die Skalen so klein sind. Die Moleküle, die das Labor verfolgt, sind etwa 2 Nanometer groß und durchstreifen einen Bereich zwischen 50 und 200 Nanometern – ein Raum, der 500 Mal kleiner ist als die Breite eines menschlichen Haares.

Herkömmliche Lichtmikroskopie kann Objekte mit einer Größe von 250 bis 300 Nanometern sichtbar machen, die für solche hochauflösenden Studien kaum geeignet sind.

Wenn Forscher versuchen, eine 300-Nanometer-Fläche abzubilden, verschwimmen zu nahe beieinander liegende Lichtquellen (in diesem Fall Proteine) zu ununterscheidbaren Klumpen, wie wenn man nachts eine Großstadt aus dem All sieht. Das Labor löste dieses Problem durch die Abbildung einzelner Proteine. Das Labor hat sich modernste superauflösende Mikroskopie zu Eigen gemacht, die es ermöglicht, Bereiche von nur 25 Nanometern abzubilden. Sie nehmen Tausende von Bildern, um das größere Bild sorgfältig zusammenzusetzen. Lillemeier kombiniert diesen Ansatz mit traditioneller Biochemie und Zellbiologie und mutiert Proteine, um zu sehen, wie die Veränderungen die T-Zellfunktion verändern.

Diese Bemühungen könnten große Auswirkungen haben. Normales Gewebe schaltet ein T-Zell-Protein namens PD-1 ein, um die Aktivierung von T-Zellen auszugleichen. Tumore verwenden den gleichen Trick, um Immunangriffe zu vermeiden. Krebsimmuntherapien, sogenannte Checkpoint-Inhibitoren, schalten das Enzym ab, um die T-Zellen zu bremsen und sie dazu zu bringen, Tumore anzugreifen. Dies ist jedoch ein binärer Ansatz und funktioniert nur bei etwa 20 Prozent der Patienten mit bestimmten Krebsarten wie Lungen- und Melanom.

Lillemeiers Labor hat begonnen, PD-1 zu untersuchen, um besser zu verstehen, wie sich die Proteine ​​in diesem Kreislauf bewegen und interagieren. Schließlich möchte er differenziertere Strategien zur Beeinflussung von T-Zellen bereitstellen. In der Lage zu sein, eine so präzise Kontrolle auszuüben, könnte mehr Patienten für Immuntherapien öffnen und Nebenwirkungen mildern.

„Diese Mechanismen, an denen PD-1 beteiligt ist, können potenzielle Angriffspunkte für Medikamente sein“, sagt Lillemeier. „Anstatt auf die Aktivität eines Enzyms abzuzielen, können wir gezielt darauf abzielen, wo es sich befindet oder wie wahrscheinlich es an einem bestimmten Ort ist.“


Wie Lyme-Bakterien das menschliche Immunsystem überlisten können

Ein Forscher der University of Maryland (UMD) hat einen Mechanismus entdeckt, durch den die Bakterien, die die Borreliose verursachen, im Körper persistieren und Ihre frühen, angeborenen Immunantworten bekämpfen.

Dr. Utpal Pal, Professor für Veterinärmedizin, hat die Borrelia burgdorferi-Bakterien während seiner zwölf Jahre bei UMD untersucht und seine Arbeit hat bereits den Proteinmarker hervorgebracht, der verwendet wird, um diese bakterielle Infektion im Körper zu identifizieren.

Jetzt hat Dr. Pal ein von den Bakterien produziertes Protein isoliert, das eine der ersten Immunantworten des Körpers deaktiviert und Einblicke in Mechanismen gibt, die weitgehend unverstanden sind. Er hat auch ein noch nie dagewesenes Phänomen beobachtet, das zeigt, dass die Bakterien auch ohne dieses Protein und bei perfekter Reaktion des Immunsystems Wochen später in den Körper zurückkehren können.

Das Verständnis dieses Bakteriums, das zu den wenigen Krankheitserregern gehört, die tatsächlich über lange Zeiträume im Körper verbleiben können, hat große Auswirkungen auf die Behandlung von durch Zecken übertragenen Krankheiten wie der Borreliose, die ein zunehmend chronisches und ständig verbreitetes Problem der öffentlichen Gesundheit ist .

“Die meisten Menschen wissen nicht, dass sie tatsächlich mit mehr Bakterienzellen in ihrem Körper herumlaufen als ihre eigenen Zellen, also sind wir wirklich Bakteriensäcke,” erklärt Pal. “Die meisten sind gut, aber sobald Ihr Körper etwas entdeckt, das einen Krankheitserreger darstellt und Krankheiten verursachen kann, beginnt Ihr Immunsystem zu arbeiten.”

Der Körper sendet eine erste, unspezifische Angriffswelle, um die erkannten Bakterien abzutöten, die nicht dazu gehören. Dies geschieht innerhalb weniger Stunden bis Tage. Wenn dies nicht funktioniert, dauert es sieben bis zehn Tage, um mehr über den Feind zu erfahren und eine große zweite Welle von Verstärkungen zu senden, um zu töten, was noch übrig ist.

“Lyme-Borreliose wird tatsächlich durch Ihr Immunsystem verursacht”, erklärt Pal. “Dieses Bakterium gewinnt den ersten Kampf, und Ihr Körper reagiert so stark, dass es eine intensive Entzündung in allen Gelenken und Bereichen verursacht, die die Bakterien verbreiten, indem sie so viele Verstärkungen senden, um sie abzutöten. Borrelien werden dann abgetötet, aber die Entzündung bleibt bestehen und verursacht viele Ihrer Symptome für Borreliose. Deshalb ist es so wichtig, Borrelien in der ersten Immunitätswelle zu töten.”

Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten schätzen in den Vereinigten Staaten jährlich etwa 300.000 Fälle von Lyme-Borreliose. Diese Fälle werden jedoch aufgrund der Aufmerksamkeit, die von Mücken übertragenen Krankheiten wie Malaria geschenkt wird, weitgehend unterschätzt und zu wenig gemeldet.

“Die Mehrheit aller durch Vektoren übertragenen Krankheiten in den USA werden tatsächlich durch Zecken übertragen, und 6 der 15 verschiedenen Zeckenkrankheiten werden durch die Ixodes-Zecke übertragen, die wir in unserem Labor untersuchen,”, sagt Pal. “Die Symptome dieser Krankheiten zeigen sich ähnlich wie bei vielen anderen Krankheiten und sind schwer zu bestimmen, daher werden sie sehr wenig gemeldet und stellen lokal und global ein noch größeres Problem für die öffentliche Gesundheit dar, als den Menschen bewusst ist.”

Heute ist die chronische Lyme-Borreliose ein wachsendes Problem. Sechs bis zwölf Monate nach der traditionellen Antibiotikatherapie haben viele Menschen nicht objektive Symptome, die mit unterschiedlicher Intensität und ohne aktuelle Behandlungsstrategie zurückkehren, das sogenannte Post-Treatment Lyme-Borreliose-Syndrom.

Die Forschungen von Dr. Pal haben Licht in dieses Thema gebracht und den Weg für zukünftige Forschungs- und Behandlungsoptionen geebnet, indem sie entdeckten, dass auch ohne das Protein, das verwendet wird, um die erste Welle der Immunabwehr zu schlagen, eine Infektion im Körper Wochen später erneut auftreten kann.

“Das bedeutet, dass es für Borrelien eine zweite Verteidigungslinie gibt, genau wie für das Immunsystem unseres Körpers. Dies war noch nie zuvor beobachtet worden und gibt uns einen Einblick in die Ursachen dieser chronischen Borreliose-Fälle,” erklärt Pal.

Dr. Pal wird wegen seines Fachwissens häufig konsultiert und hat Bücher über dieses sehr vielseitige Bakterium geschrieben. Die Bundesregierung hat kürzlich mit der Verabschiedung des Cures Act des 21.

Im Rahmen dessen wurde Dr. Pal gebeten, in einem Unterausschuss der Arbeitsgruppe für durch Zecken übertragene Krankheiten des US-Gesundheitsministeriums zu arbeiten, der sich auf Impfstoffe und Therapeutika für durch Zecken übertragene Krankheiten konzentriert und die zukünftige Forschung auf diesem Gebiet vorantreibt.

Dr. Pal hält derzeit zwei gleichzeitige RO1-Zuschüsse in Höhe von mehreren Millionen Dollar von den National Institutes of Health für diese Arbeit, die nur für sehr wichtige und einflussreiche Forschungen gewährt werden.

“Ich bin fasziniert von Borrelien, und diese Entdeckung wird die Tür für viel mehr Arbeit zur Behandlung und Kontrolle wichtiger Krankheiten wie der Borreliose öffnen,”, sagt Pal.

Das Papier von Dr. Pal, Plastizität in frühen Immunevasionsstrategien eines bakteriellen Pathogens, wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.


Kann sich der Mensch entwickeln, um immun gegen Krankheiten zu sein?

Können wir uns weiterentwickeln, um gegen Krankheiten immun zu sein? erschien ursprünglich auf Quora: der Ort, um Wissen zu erwerben und zu teilen, Menschen zu befähigen, von anderen zu lernen und die Welt besser zu verstehen.

Antwort von Drew Smith, Molekularbiologe, auf Quora:

Wir können Immunitäten gegen bestimmte Krankheiten entwickeln und tun dies auch.

Tuberkulose ist ein gutes Beispiel. Im 17.-19. Jahrhundert war sie oft die größte Einzeltodesursache bei Europäern, insbesondere in Städten [1]. Darüber hinaus handelte es sich um eine Krankheit junger Erwachsener, wobei die meisten Opfer zwischen 20 und Anfang 30 waren.

TB übte einen enormen Selektionsdruck auf die europäische Bevölkerung aus. Es tötete nicht nur eine große Anzahl von Menschen, sondern tötete sie in ihren gebärfähigen Jahren, wodurch sie daran gehindert wurden, weitere Kinder zu bekommen und die bereits vorhandenen zu Waisen zu machen. Es gibt einen guten Grund, warum in so vielen georgischen und viktorianischen Romanen Waisenhäuser vorkommen – sie waren in den Städten dieser Zeit allgegenwärtig.

TB begann zu sinken, lange bevor wirksame medizinische Therapien (d. h. Antibiotika) entwickelt wurden. Sie ging auch weit vor der Verbesserung der Lebensbedingungen und einer besseren Ernährung zurück [2]. Es gibt kaum Beweise dafür, dass Maßnahmen der öffentlichen Gesundheit wie Quarantänen wirksam waren [3], mit Ausnahme der Pasteurisierung von Milch, die die Übertragung von Rinder-TB auf den Menschen verlangsamte.

Angesichts der hohen Sterblichkeitsrate und des Fehlens anderer guter Erklärungen für den Rückgang der TB scheint die natürliche Selektion auf Resistenz eine plausible Hypothese zu sein. Wir wissen, dass Rinder eine erbliche Resistenz gegen Mycobacterium bovis, die Ursache der Rinder-TB [4].

Wir wissen auch, dass verschiedene menschliche Populationen unterschiedliche Anfälligkeit für TB aufweisen. W. W. Stead, ein Direktor des Gesundheitsministeriums von Arkansas, untersuchte die Unterschiede in den TB-Raten bei europäischen, afrikanischen und amerikanischen Insassen in Gefängnissen und Sanatorien. Da die Übertragungs- und Expositionsraten in diesen Einrichtungen hoch sind, konnte er viele Daten sammeln. Und da die Lebensbedingungen (Post-Segregation) zwischen diesen Populationen sehr ähnlich waren, konnte er Umweltfaktoren als Ursache ausschließen. In jahrzehntelanger Forschung stellte er fest, dass Afroamerikaner fast doppelt so anfällig für TB-Infektionen waren wie Weiße und dass Indianer noch anfälliger waren als Afroamerikaner [5]. Etwas spekulativer stellte er fest, dass diese Hierarchie der Anfälligkeit mit dem Grad der historischen Tuberkulose-Exposition der Vorfahren korreliert.

Moderne genetische und genomische Analysen belegen die Selektion auf TB-Resistenz. Die Epidemiologie der rheumatoiden Arthritis, einer Autoimmunerkrankung, korreliert mit der TB-Resistenz [6]. Es scheint, dass eine erhöhte Immunität gegen TB auch das Risiko birgt, dass das Immunsystem auf das körpereigene Gewebe überreagiert. Dies sollten Sie bedenken, wenn Sie von Behandlungen hören, die das Immunsystem „stärken“ – mehr Aktivität bedeutet ein höheres Risiko für Autoimmunerkrankungen.

Mehrere spezifische genetische Varianten im Zusammenhang mit TB-Resistenz wurden identifiziert. Es überrascht nicht, dass viele von ihnen die Funktion des Immunsystems entweder direkt oder indirekt beeinflussen, und ihre Prävalenz variiert zwischen den menschlichen Populationen [7] [8] [9] [10].

Wie das Beispiel TB/Arthritis zeigt, löst die Resistenz gegen eine Krankheit manchmal die Anfälligkeit für eine andere aus. Noch wichtiger ist, dass sich auch krankheitserregende Organismen entwickeln, da unsere Krankheit ihr Überleben ist.

Wir können durchaus Resistenzen gegen einige Krankheiten entwickeln. Aber nur einige und vielleicht nur vorübergehend, bevor sie neue Mittel entwickeln, um unsere Abwehrkräfte zu überwinden. Und wir werden niemals eine Resistenz gegen alle Krankheiten entwickeln. Es gibt viele Krankheiten, die wenig Einfluss auf die reproduktive Fitness haben – alle Alterskrankheiten wie zum Beispiel Herzkrankheiten und Krebs. Wir haben wahrscheinlich bereits alle Resistenzen gegen diese Krankheiten entwickelt, die wir jemals werden werden, und sind auf die Medizin angewiesen, um ihre Zahl der Todesopfer zu senken.

Diese Frage tauchte ursprünglich auf Quora auf – dem Ort, um Wissen zu sammeln und zu teilen, um Menschen zu befähigen, von anderen zu lernen und die Welt besser zu verstehen. Du kannst Quora auf Twitter, Facebook und Google+ folgen. Mehr Fragen:

Quora: der Ort, um Wissen zu sammeln und zu teilen, um Menschen zu befähigen, von anderen zu lernen und die Welt besser zu verstehen.


Wissenschaftler entdecken einen Weg, die „natürlichen Killer“-Zellen des Immunsystems mit „unsichtbaren“ Stammzellen zu kontrollieren

Wissenschaftler der UC San Francisco haben einen neuen Weg zur Kontrolle der „natürlichen Killerzellen“ (NK) des Immunsystems entdeckt. Die Erkenntnisse könnten auch genutzt werden, um die Fähigkeit von Krebsimmuntherapien zu verbessern, lauernde Tumore zu erkennen und zu zerstören.

Die heute (8. Januar 2021) veröffentlichte Studie im Zeitschrift für experimentelle Medizin, adressiert eine große Herausforderung für den Bereich der regenerativen Medizin, sagte Erstautor Tobias Deuse, MD, Julien I.E. Hoffman, MD, Stiftungsprofessur für Herzchirurgie in der UCSF-Chirurgieabteilung.

“Als Herzchirurg würde ich mich gerne aus dem Geschäft zurückziehen, indem ich gesunde Herzzellen implantieren könnte, um Herzkrankheiten zu reparieren,”, sagte Deuse, die interimistische Vorsitzende und Direktorin für minimal-invasive Herzchirurgie in der Abteilung für Herz-Thorax-Chirurgie bei Erwachsenen. “Und es gibt große Hoffnungen, eines Tages in der Lage zu sein, insulinproduzierende Zellen in Patienten mit Diabetes zu implantieren oder Krebspatienten Immunzellen zu injizieren, die entwickelt wurden, um Tumore zu suchen und zu zerstören. Das größte Hindernis besteht darin, dies so zu tun, dass eine sofortige Abstoßung durch das Immunsystem vermieden wird.”

Deuse und Sonja Schrepfer, MD, PhD, ebenfalls Professorin im Labor für Transplantations- und Stammzellimmunbiologie der Klinik für Chirurgie, untersuchen die Immunbiologie von Stammzellen. Sie sind weltweit führend in einem wachsenden wissenschaftlichen Teilgebiet, das an der Herstellung von im Labor gezüchteten “hypoimmunen” Zellen und Geweben arbeitet, die der Erkennung und Abstoßung durch das Immunsystem entgehen können. Eine der wichtigsten Methoden hierfür ist die Entwicklung von Zellen mit molekularen Passwörtern, die die “off-Schalter” der Immunzellen, sogenannte Immuncheckpoints, aktivieren Reaktionen, um übermäßige Kollateralschäden zu vermeiden.

Schrepfer und Deuse nutzten vor kurzem Genmodifikationswerkzeuge, um im Labor hypoimmune Stammzellen zu entwickeln, die für das Immunsystem effektiv unsichtbar sind. Bemerkenswert ist, dass diese Zellen nicht nur die erlernten oder „adaptiven“ Immunantworten des Körpers vermeiden, sondern auch der automatischen „angeborenen“ Immunantwort des Körpers gegen potenzielle Krankheitserreger entgehen könnten. Um dies zu erreichen, haben die Forscher eine Strategie von Krebszellen adaptiert, um angeborene Immunzellen in Schach zu halten: Sie haben ihre Zellen so verändert, dass sie signifikante Mengen eines Proteins namens CD47 exprimieren, das bestimmte angeborene Immunzellen ausschaltet, indem es einen molekularen Schalter aktiviert, der sich auf diesen befindet Zellen, genannt SIRPα. Ihr Erfolg wurde Teil der Gründungstechnologie von Sana Biotechnology, Inc, einem Unternehmen, das von Schrepfer mitgegründet wurde, der jetzt ein Team leitet, das eine Plattform basierend auf diesen hypoimmunen Zellen für den klinischen Einsatz entwickelt.

Aber die Forscher blieben mit einem Rätsel in der Hand – die Technik war erfolgreicher als vorhergesagt. Insbesondere war das Feld verblüfft, dass solche manipulierten hypoimmunen Zellen in der Lage waren, der Erkennung durch NK-Zellen geschickt zu entgehen, eine Art angeborener Immunzellen, die überhaupt keinen SIRPα-Checkpoint exprimieren sollen.

NK-Zellen sind eine Art von weißen Blutkörperchen, die als immunologische Ersthelfer fungieren und schnell alle Zellen erkennen und zerstören, ohne dass eine ordnungsgemäße molekulare ID nachweist, dass sie „selbst“ sind – native Körperzellen oder zumindest ständige Bewohner – in Form von hoch individualisierte Moleküle, die als MHC-Klasse I (MHC-I) bezeichnet werden. Wenn MHC-I künstlich ausgeschaltet wird, um eine Transplantatabstoßung zu verhindern, werden die Zellen anfällig für eine beschleunigte Abtötung von NK-Zellen, eine immunologische Abstoßung, die bisher noch niemandem im Feld gelungen war, sie vollständig zu hemmen. Die in Nature Biotechnology veröffentlichten Daten von Deuse und Schrepfer aus dem Jahr 2019 deuten darauf hin, dass sie möglicherweise auf einen Ausschalter gestoßen sind, der für diesen Zweck verwendet werden könnte.

“Die gesamte Literatur sagt, dass NK-Zellen diesen Kontrollpunkt nicht haben, aber als wir uns Zellen von menschlichen Patienten im Labor ansahen, fanden wir SIRPα dort, klar wie der Tag,” Schrepfer erinnerte sich. “Wir können eindeutig zeigen, dass Stammzellen, die wir so konstruiert haben, dass sie CD47 überexprimieren, NK-Zellen auf diesem Weg ausschalten können.”

Um ihre Daten zu untersuchen, wandten sich Deuse und Schrepfer an Lewis Lanier, PhD, einen weltweiten Experten für NK-Zellbiologie. Lanier war sich zunächst sicher, dass es sich um einen Fehler handeln musste, da mehrere Gruppen bereits in NK-Zellen nach SIRPα gesucht hatten und es dort nicht war. Aber Schrepfer war zuversichtlich in die Daten ihres Teams.

"Endlich hat es mich erwischt", sagte Schrepfer. “Die meisten Studien, die nach Checkpoints in NK-Zellen suchten, wurden in immortalisierten, im Labor gezüchteten Zelllinien durchgeführt, aber wir untersuchten primäre Zellen direkt von menschlichen Patienten. Ich wusste, das muss der Unterschied sein.”

Weitere Untersuchungen ergaben, dass NK-Zellen erst beginnen, SIRPα zu exprimieren, nachdem sie durch bestimmte Immunsignalmoleküle, sogenannte Zytokine, aktiviert wurden. Als Ergebnis stellten die Forscher fest, dass dieser induzierbare Immun-Checkpoint nur in bereits entzündlichen Umgebungen wirksam wird und wahrscheinlich dazu dient, die Intensität des NK-Zellen-Angriffs auf Zellen ohne ordnungsgemäße MHC-Klasse-I-Identifizierung zu modulieren.

“NK-Zellen waren ein Haupthindernis für das wachsende Interesse auf dem Gebiet, universelle Zelltherapieprodukte zu entwickeln, die ohne Abstoßung “von der Stange” transplantiert werden können, daher sind diese Ergebnisse äußerst vielversprechend”, sagte Lanier, Vorsitzender und J. Michael Bishop Distinguished Professor in der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie.

In Zusammenarbeit mit Lanier haben Deuse und Schrepfer umfassend dokumentiert, wie CD47-exprimierende Zellen NK-Zellen über SIRPα zum Schweigen bringen können. Während andere Ansätze einige NK-Zellen zum Schweigen bringen können, war dies das erste Mal, dass jemand sie vollständig hemmen konnte. Insbesondere fand das Team heraus, dass die Sensitivität von NK-Zellen gegenüber der Hemmung durch CD47 hochgradig speziesspezifisch ist, was ihrer Funktion bei der Unterscheidung von „selbst“ von potenziell gefährlichen „anderen“ entspricht

Um dieses Prinzip zu demonstrieren, konstruierte das Team adulte menschliche Stammzellen mit der Rhesusaffen-Version von CD47, implantierte sie dann in Rhesusaffen, wo sie SIRPα in den NK-Zellen des Affen erfolgreich aktivierten und vermieden, die transplantierten menschlichen Zellen abzutöten. Zukünftig könnte das gleiche Verfahren umgekehrt durchgeführt werden, um beispielsweise humanes CD47 in Herzzellen von Schweinen zu exprimieren, um zu verhindern, dass diese bei einer Transplantation in menschliche Patienten NK-Zellen aktivieren.

“Die derzeit entwickelten CAR-T-Zelltherapien für Krebs und junge Formen der regenerativen Medizin beruhen alle darauf, Zellen aus dem Patienten zu extrahieren, im Labor zu modifizieren und dann dem Patienten wieder zuzuführen. Das vermeidet die Abstoßung von Fremdzellen, ist aber extrem mühsam und teuer,” Schrepfer. “Unser Ziel bei der Etablierung einer hypoimmunen Zellplattform ist es, Standardprodukte zu entwickeln, die zur Behandlung von Krankheiten bei allen Patienten überall eingesetzt werden können.”

Die Ergebnisse könnten auch Auswirkungen auf die Krebsimmuntherapie haben, um bestehende Therapien zu stärken, die versuchen, die Immuncheckpoints zu überwinden, die Krebserkrankungen verwenden, um die Immunerkennung zu umgehen. “Viele Tumore haben niedrige Spiegel des selbstidentifizierenden MHC-I-Proteins und einige kompensieren durch Überexpression von CD47, um Immunzellen in Schach zu halten,”, sagte Lanier, Direktor des Parker Institute for Cancer Immunotherapy an der UCSF Helen Diller Family Umfassendes Krebszentrum. “Dies könnte der Sweet Spot für Antikörpertherapien sein, die auf CD47 abzielen.”

Referenz: “Der SIRPα-CD47-Immuncheckpoint in NK-Zellen” von Tobias Deuse, Xiaomeng Hu, Sean Agbor-Enoh, Moon K. Jang, Malik Alawi, Ceren Saygi, Alessia Gravina, Grigol Tediashvili, Vinh Q. Nguyen, Yuan Liu, Hannah Valantine, Lewis L. Lanier und Sonja Schrepfer, 8. Januar 2021, Zeitschrift für experimentelle Medizin.
DOI: 10.1084/jem.20200839

Autoren: Die Hauptautoren der Studie waren Deuse und der UCSF TSI-Laborforscher Xiaomeng Hu Lanier und Schrepfer waren die leitenden Autoren der Studie, und Schrepfer ist korrespondierender Autor. Weitere Autoren waren Sean Agbor-Enoh von der Johns Hopkins School of Medicine und dem National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) Moon K. Jang vom NHLBI Hannah Valantine von Stanford Malik Alawi und Ceren Saygi vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf in Deutschland Alessia Gravina, Grigol Tediashvili und Vinh Q. Nguyen von der UCSF und Yuan Liu von der Georgia State University.

Finanzierung: Die Forschung und die Forscher werden vom NHLBI (R01HL140236), dem Parker Institute for Cancer Immunotherapy und den US National Institutes of Health (NIH P30 DK063720 NIH S10 1S10OD021822-01) unterstützt.

Offenlegung: Deuse ist wissenschaftlicher Mitbegründer und Schrepfer ist wissenschaftlicher Gründer und Senior Vice President von Sana Biotechnology Inc. Xiaomeng Hu ist jetzt Senior Scientist bei Sana Biotechnology Inc. In dieser Studie wurden weder Reagenzien noch Finanzmittel von Sana Biotechnology Inc. verwendet. UCSF hat Patentanmeldungen eingereicht, die diese Erfindungen abdecken.


Haben Pflanzen ein Immunsystem?

Haben Pflanzen ein Immunsystem und wenn nicht, wie schützen sie sich vor Infektionen?

Weizenkeimling mit Rost infiziert (Quelle: Peter Dodds/CSIRO)

Ähnliche Beiträge

Pflanzen haben eine Vielzahl von Eindringlingen, um mit — Viren, Bakterien, Pilzen, Insekten und Nematoden umzugehen, um nur einige zu nennen —, aber sie gehen mit diesen Angreifern ganz anders um als Tiere und Menschen, sagt der Forscher Dr. Peter Dodds vom CSIRO.

„Menschen und Tiere haben ein zirkulierendes Immunsystem, bei dem weiße Blutkörperchen und T-Zellen im Blut im ganzen Körper zirkulieren“, erklärt Dodds.

"Das bedeutet, dass sie zum Infektionsort reisen und die angegriffenen Zellen schützen können. Pflanzen haben dieses Kreislaufsystem nicht, daher muss jede Zelle in der Pflanze unabhängig reagieren können."

Einzelne Pflanzenzellen exprimieren Rezeptoren, die Krankheitserregermoleküle erkennen und dann Abwehrreaktionen auslösen, die eine Verdickung der Zellwand, die Produktion antimikrobieller Verbindungen und den Tod der Wirtszelle umfassen können.

"Oft ist der beste Weg in Bezug auf die Reaktion einer ganzen Pflanze, wenn diese Zelle Selbstmord begeht", sagt er.

„Viele Krankheitserreger ernähren sich von lebendem Gewebe. Wenn also die unmittelbar infizierten Zellen sterben, verhindert dies, dass der Krankheitserreger Zugang zu Nährstoffen hat und sich dann nicht über den Rest der Pflanze ausbreiten kann.“

Festverdrahteter Widerstand

Der andere Hauptunterschied zwischen Pflanzen- und Tierimmunität besteht darin, dass Tiere, die einer Infektion ausgesetzt sind, sich anpassen und Immunität erwerben können, Pflanzen jedoch nicht. Stattdessen ist ihre Fähigkeit, bestimmte Angreifer zu erkennen und abzuwehren, fest in ihren Genen verankert.

„Wenn eine Pflanze mit einem wirksamen Resistenzgen auf einen neuen Angreifer trifft und überwältigt wird, dann gibt es wirklich keine Möglichkeit, sie wieder zum Laufen zu bringen“, sagt Dodds. "Du musst eine neue genetische Quelle der Resistenz finden. Du kannst sie nicht schaffen, du musst sie finden, sie muss irgendwo in den wilden Verwandten der Nutzpflanze existieren, mit der du arbeitest."

Als Anfang dieses Jahrhunderts in Afrika ein neuer Stamm von Stängelrost in Weizen auftauchte, überwand er eines der wichtigsten Resistenzgene, das 30 bis 40 Jahre lang wirksam war, und führte in Afrika zu einer großen Epidemie, die sich in ganz Afrika bis in die Naher Osten.

Dodds ist einer von vielen Wissenschaftlern, die versuchen, neue Resistenzquellen gegen den Rost zu finden. "Es gab eine Menge Züchtungs- und Prospektionsarbeit, bei der die wilden Verwandten des Weizens untersucht wurden, um zu versuchen, einige neue Resistenzgene zu finden, die gegen diese spezielle Sorte wirksam sind."

Gentechnik

Die Kreuzungszüchtung ist die traditionelle Methode, um Pflanzen robuster zu machen. Aber bieten moderne Gentechnik (GE)-Techniken neue Möglichkeiten, die Pflanzenimmunität zu erhöhen?

"Es gibt sicherlich viel Potenzial, GE zur Entwicklung von Widerstand einzusetzen", sagt Dodds. "Normalerweise sind Sie in der Züchtung durch Dinge eingeschränkt, die Sie tatsächlich miteinander kreuzen können, aber wenn Sie einen transgenen Ansatz verwenden können, können Sie Resistenzen etwas breiter erzeugen, zu Verwandten von Weizen gehen, die Sie normalerweise nicht kreuzen könnten, und Resistenzgene isolieren and put them back into wheat."

Cloning too offers potential and in Europe, scientists are working on cloning potato genes in the ongoing battle against the same pathogen, phytophthora infestans, which devastated Ireland in the 19th century.

But biodiversity remains the most critical factor in the fight against new diseases, says Dodds,

"For many crops extensive collections of landraces are kept, things that have come from the original centre of origin of that crop, the Middle East for wheat or Peru for potatoes. We need those wild related species so that's often where people end up going when need to look for new sources of resistance."

Dr Peter Dodds, principal research scientist from CSIRO's Plant Industry Division spoke to Annie Hastwell.


Lymphocytes --- Heart of the Immune System

How lymphocytes recognize antigens

When an antigen invades the body, normally only those lymphocytes with receptors that fit the contours of that particular antigen take part in the immune response. When they do, so-called daughter cells are generated that have receptors identical to those found on the original lymphocytes. The result is a family of lymphocytes, called a lymphocyte clone. with identical antigen-specific receptors.

A clone continues to grow after lymphocytes first encounter an antigen so that, if the same type of antigen invades the body a second time, there will be many more lymphocytes specific for that antigen ready to meet the invader This is a crucial component of immunologic memory.

How lymphocytes are made

Some lymphocytes are processed in the bone marrow and then migrate to other areas of the body --- specifically the lymphoid organs (see Lymphatic System). These lymphocytes are called B lymphocytes, or B cells (for bone-marrow-derived cells). Other lymphocytes move from the bone marrow and are processed in the thymus, a pyramid-shaped lymphoid organ located immediately beneath the breastbone at the level of the heart. These lymphocytes are called T lymphocytes, or T cells (for thymus-derived cells).

These two types of lymphocytes --- cells and T cells --- play different roles in the immune response, though they may act together and influence one another's functions. The part of the immune response that involves B cells is often called humoral immunity because it takes place in the body fluids. The part involving T cells is called cellular immunity because it takes place directly between the T cells and the antigens. This distinction is misleading, however, because, strictly speaking, all adaptive immune responses are cellular --- that is, they are all initiated by cells (the lymphocytes) reacting to antigens. B-Zellen may initiate an immune response, but the triggering antigens are actually eliminated by soluble products that the B cells release into the blood and other body fluids. These products are called antibodies and belong to a special group of blood proteins called immunoglobulins When a B cell is stimulated by an antigen that it encounters in the body fluids, it transforms, with the aid of a type of T cell called a helper T cell (see "T cells"), into a larger cell called a blast cell. The blast cell begins to divide rapidly, forming a clone of identical cells.

Some of these transform further into plasma cells --- in essence, antibody-producing factones. These plasma cells produce a single type of antigen-specific antibody at a rate of about 2,000 antibodies per second. The antibodies then circulate through the body fluids, attacking the triggering antigen.

Antibodies attack antigens by binding to them. Some antibodies attach themselves to invading microorganisms and render them immobile or prevent them from penetrating body cells. In other cases, the antibodies act together with a group of blood proteins, collectively called the complement system, that consists of at least 30 different components. In such cases, antibodies coat the antigen and make it subject to a chemical chain reaction with the complement proteins. The complement reaction either can cause the invader to burst or can attract scavenger cells that "eat" the invader.

Not all of the cells from the clone formed from the original B cell transform into antibody-producing plasma cells some serve as so-called memory cells. These closely resemble the original B cell, but they can respond more quickly to a second invasion by the same antigen than can the original cell. T-Zellen. There are two major classes of T cells produced in the thymus: helper T cells and cytotoxic, or killer, T cells. Helper T cells secrete molecules called interleukins (abbreviated IL) that promote the growth of both B and T cells. The interleukins that are secreted by lymphocytes are also called lymphokines. The interleukins that are secreted by other kinds of blood cells called monocytes and macrophages are called monokines. Some ten different interleukins are known: IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, interferon, lymphotoxin, and tumor necrosis factor. Each interleukin has complex biological effects.

Cytotoxic T cells destroy cells infected with viruses and other pathogens and may also destroy cancerous cells. Cytotoxic T cells are also called suppressor lymphocytes because they regulate immune responses by suppressing the function of helper cells so that the immune svstem is active onlv when necessary.

The receptors of T cells are different from those of B cells because they are "trained" to recognize fragments of antigens that have been combined with a set of molecules found on the surfaces of all the body's cells. These molecules are called MHC molecules (for major histocompatibility complex). As T cells circulate through the body, they scan the surfaces of body cells for the presence of foreign antigens that have been picked up by the MHC molecules. This function is sometimes called immune surveillance.


Building genomes from scratch

To create their programmable E coli, the team took advantage of a quirk in the process of how genetic information gets translated into proteins.

Just like human DNA, E coli Chromosomen contain four bases, adenine (A), thymine (T), cytosine (C) and guanine (G). A set of three bases — such as TCG or AGC, for example — is known as a codon, and each codon corresponds to one amino acid, or protein building block. In addition, some codons tell the cell when to stop building a protein these are named "stop codons."

When a cell needs a particular protein built, an enzyme swoops in and copies down all the relevant codons for that protein and stores that information in a new molecule called messenger RNA (mRNA). The mRNA then gets shipped to the cell's protein-building factory, the ribosome, where another molecule called transfer RNA (tRNA) reads off those copied instructions. The tRNA then fetches all the necessary amino acids to build the desired protein, up to the stop codon.

DNA bases can be arranged in 64 different three-base codons, with three of these being stop codons. That said, cells actually only have 20 amino acids to work with, meaning several different codons code for the same amino acids.

"There is this inherent redundancy in the genetic code, where you have 64 codons, but only 20 building blocks," Robertson said. Robertson and his colleagues wondered if, by replacing redundant codons with their "synonyms," they could then reassign some of these redundant codons to code for new amino acids without killing the cell.

In a previous study, published in 2019 in the journal Natur, the team overcame the first hurdle in this challenge by creating a new strain of E coli with a pared-down genome. Led by Jason Chin, a program leader at MRC-LMB and head of the Centre for Chemical & Synthetic Biology, the group swapped out all TCG and TCA codons for AGC and AGT, which all code for the amino acid serine.

They did this using a technique called "replicon excision for enhanced genome engineering through programmed recombination," or just REXER for short. REXER can cut out large portions of the E coli genome in a single step and replace the excised chunk with synthetic DNA, which in this case, used AGC and AGT in place of TCG and TCA. This process can be applied in a stepwise fashion, inching down the genome so that chunk after chunk gets replaced with synthetic DNA in this way, the team expunged all instances of TCG and TCA from their E coli Belastung.

"If you're going to make a bunch of changes, it's actually more efficient to start from scratch and just build it bottom-up," rather than swapping codons one-by-one from the natural genome, Robertson said. The team also swapped the stop codon TAG for TAA, a synonymous stop codon, and thus freed up three codons for them to reprogram, since the cell no longer contained TCG, TCA or TAG.

And despite having these three codons removed, the new strain of E coli survived well in the lab environment, and the team selected for those cells that grew fastest in the cell culture. Cells that underwent this directed evolution grew reliably in lab dishes, although the modified E coli would quickly die if placed outside the controlled lab environment, Robertson noted.


Immunologist Daniel Mucida promoted to professor

Essential nutrients, benign bacteria, and deadly pathogens all share one common point of entry into the human body—the gut. There, in the digestive system, the body picks through its latest meal, scrutinizing foreign material to distinguish nutrients from harmful microbes.

Much can go wrong in this process. We may get sick because the body fails to expel invaders we may develop severe allergies as immune processes activate against perfectly harmless foods. Daniel Mucida , an immunologist who studies the interplay between tolerance and resistance in the intestinal mucosa, is unlocking the secrets of the digestive system’s delicate balance and answering fundamental questions about diseases from irritable bowel syndrome to colorectal cancer.

Mucida, who joined Rockefeller as assistant professor in 2010 and was named associate professor in 2016, has been granted tenure and promoted to professor. He is head of the Laboratory of Mucosal Immunology .

“The tools and specifics have changed over time, but the question that drives my research has always remained the same,” Mucida says. “How do we balance the incorporation of foreign nutrients into our bodies with the need to prevent rare pathogens from causing disease?”

Mucida’s fascination with intestinal immunology stretches back to his college years in Brazil, where his undergraduate work contrasted how microbes and diet stimulate the development of the immune system. Als Ph.D. student and postdoc, he went on to study oral tolerance, investigating how the immune system allows foreign matter—food—to enter our digestive systems unperturbed.

Upon arriving at Rockefeller, Mucida launched several lines of research with powerful implications for human disease. For example, he and his colleagues are exploring how the digestive system simultaneously assimilates food while mediating resistance to pathogens, and how errors in this process may contribute to celiac disease and food allergies. In recent work , the lab found that the intestinal region known as the ileum, which has the greatest exposure to pathogens, is also more prone to develop resistance, while a separate region, the duodenum, where nutrients are absorbed, may induce food tolerance.

Mucida’s lab is also studying the immune cells that line the intestine. Innovative imaging techniques have allowed them to identify the specific cells that suppress inflammation in the intestine. Because the epithelial layer of the gut is roiled by the constant abrasion of digestion, he suspects that a breakdown within the immune cells that suppresses inflammation may result in mysterious inflammatory bowel conditions such as Crohn’s disease.

Moreover Mucida has begun studying the intersection of neuroscience and immunology, investigating the so-called gut-brain axis where immune cells and gut-based neurons interact (read more about this phenomenon in this recent interview with Mucida in Seek ). Members of the lab are also asking why animals avoid eating foods that contain proteins to which they are allergic and how white blood cells interact with gut neurons.

“The interactions among intestinal microbes, gut epithelial cells, resident immune cells, and innervating neurons are incredibly complex, and many would consider it folly to try to understand the gut’s behavior by in vivo experimentation. But because Daniel has proved to be a fearless, brilliant, and incisive experimentalist, his studies have provided fundamental insights into the normal and disease-related activities of the GI tract. He is very deserving of his promotion to tenured professor,” says Richard P. Lifton, the university’s president. “His insights have profound implications for understanding GI pathologies including chronic inflammatory diseases, food allergies, and colorectal cancer.”

Going forward, Mucida will continue to investigate how the delicate balance of the digestive system keeps us healthy—and what exactly happens when it tilts too far. Further investigation of the gut-brain axis holds particular promise. Having recently discovered that white blood cells known as macrophages protect intestinal neurons from damage due to inflammation, researchers in the lab are now excited to find out what this means—including the possibility that a dysfunctional relationship between neurons and immune cells may lie at the heart of many digestive diseases.

“What brought me to Rockefeller was the overarching question of how tolerance versus resistance works in the intestine, and its consequences for the immune system” Mucida says. “Even now, every question the lab is studying has its origins in human biology and is rooted in the hope of reducing human disease.”


Genetic variations and risk of disease

The researchers' next task was to determine whether our genetics contribute to immune response variation among individuals. Surprisingly, "we identified hundreds of genetic variations which change the expression of molecules that play a key role in immune responses", reports Lluis Quintana-Murci "some of which are associated with a higher risk of developing diseases such as pollen allergy, lupus erythematosus, and type 1 diabetes." These results shed new light on the potential causes of these illnesses, which remain unclear.

Die Milieu Intérieur Laboratory of Excellence (or Milieu intérieur LabEx) will now seek to determine whether our intestinal and nasal flora and epigenetics (temporary changes in our DNA) also contribute to immune variation. On a more general level, the extensive biobank developed for the purpose of this consortium will help identify disease risk factors, paving the way to precision medicine for infectious and autoimmune diseases.

Source 1
Distinctive roles of age, sex, and genetics in shaping transcriptional variation of human immune responses to microbial challenges, PNAS, December 27, 2017.
Barbara Piasecka a,b, Darragh Duffy b,c,d, Alejandra Urrutia c,d,e, Hélène Quach a,f,g, Etienne Patin a,f,g, Céline Posseme b, Jacob Bergstedt h,i, Bruno Charbit b, Vincent Rouilly b, Cameron R. MacPherson b, Milena Hasan b, Benoit Albaud j, David Gentien j, Jacques Fellay k,l, Matthew L. Albert b,c,d,e, Lluis Quintana-Murci a,f,g, the Milieu Intérieur Consortium.
A. Unit of Human Evolutionary Genetics, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
B. Center for Translational Research, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
C. Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
D. INSERM U1223, 75015 Paris, France
e. Department of Cancer Immunology, Genentech Inc., San Francisco, CA 94080
F. CNRS Unité de Recherche Associée 3012, 75015 Paris, France
g. Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
h. Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
ich. International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
J. Translational Research Department, Genomic Platform, Institut Curie, Paris Sciences et Lettres Research University, 75248 Paris, France
k. School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland
l. Swiss Institute of Bioinformatics, 1015 Lausanne, Switzerland

Quelle 2
Natural variation in innate immune cell parameters is preferentially driven by genetic factors, Nat Immunol, February 23, 2018.
Etienne Patin1-3,26, Milena Hasan4,26, Jacob Bergstedt5,6,26, Vincent Rouilly3,4, Valentina Libri4, Alejandra Urrutia4,7-9, Cécile Alanio4,7,8, Petar Scepanovic10,11, Christian Hammer10,11, Friederike Jönsson12,13, Benoît Beitz4, Hélène Quach1-3, Yoong Wearn Lim9, Julie Hunkapiller14, Magge Zepeda15, Cherie Green16, Barbara Piasecka1-4, Claire Leloup14, Lars Rogge4,17, François Huetz18,19, Isabelle Peguillet20-22, Olivier Lantz20-23, Magnus Fontes6,24, James P. Di Santo4,8,25, Stéphanie Thomas4,7,8, Jacques Fellay9,10, Darragh Duffy4,7,8, Lluís Quintana-Murci1-3,27, Matthew L. Albert4,7-9,27, the Milieu Intérieur Consortium.
1Unit of Human Evolutionary Genetics, Department of Genomes & Genetics, Institut Pasteur, Paris 75015, France
2CNRS URA3012, Paris 75015, France
3Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
4Center for Translational Science, Institut Pasteur, Paris 75015, France
5Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
6International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, Paris 75015, France
7Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
8INSERM U1223, France
9Department of Cancer Immunology, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
10School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne 1015, Switzerland
11Swiss Institute of Bioinformatics, Lausanne 1015, Switzerland
12Antibodies in Therapy and Pathology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
13INSERM U1222, France
14Department of Human Genetics, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
15Employee Donation Program, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
16Department of Development Sciences, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
17Immunoregulation Unit, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
18INSERM U783, Faculté de Médecine, Site Necker-Enfants Malades, Université Paris Descartes, Paris 75015, France
19Lymphocyte Population Biology, CNRS URA 1961, Institut Pasteur, Paris 75015, France
20Center of Clinical Investigations CIC-BT1428 IGR/Curie, Paris 75005, France
21Equipe Labellisée de la Ligue de Lutte Contre le Cancer, Institut Curie, Paris 75005, France
22Department of Biopathology, Institut Curie, Paris 75005, France

23INSERM/Institut Curie U932, France
24Centre for Mathematical Sciences, Lund University, Lund SE-221, Sweden
25Innate Immunity Unit, Institut Pasteur, Paris 75015
26These authors contributed equally to this work
27These authors jointly directed this work.


Schau das Video: Das Immunsystem erklärt (August 2022).