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Innsbrucker Forschungsarbeit am Titelblatt

Die aktuelle Forschungsarbeit der Arbeitsgruppe um Assistenz-Prof.in Doris Wilflingseder von der Sektion für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie wurde nicht nur im „The Journal of Allergy and Clinical Immunology“ publiziert, sondern ziert mit der Abbildung von HIV-1 Partikeln auf einer dendritischen Zelle auch gleich das Titelblatt des renommierten Wissenschaftsjournals.

Schon seit einigen Jahren forscht Assistenz-Prof.ⁱⁿ Doris Wilflingseder mit ihrer Arbeitsgruppe an der Sektion für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie (Direktorin: Univ.-Prof.ⁱⁿ Cornelia Lass-Flörl) an Wechselwirkungen von dendritischen Zellen mit unterschiedlichen Krankheitserregern, wie Aspergillen und HIV-1. Auf der Suche nach effektiven Vakzinierungsstrategien fokussiert das Forschungsteam vor allem auf die Auswirkungen der Opsonisierung von Krankheitserregern bezüglich Antigenpräsentation. Die Arbeitsgruppe wird dabei durch zwei im letzten Jahr bewilligte FWF- sowie ein ÖNB-Projekt gefördert.

Forschungsfeld Wechselwirkung dendritischer Zellen mit verschieden opsonisierten Krankheitserregern

Dendritische Zellen sind eine der ersten Zellen unseres Immunsystems, die mit eindringenden Krankheitserregern wie Viren, Pilzen oder Bakterien interagieren. Sie fungieren dabei als Wächterzellen, indem sie die Krankheitserreger oder Bestandteile davon aufnehmen und intrazellulär so verarbeiten, dass sie auf MHC Klasse I und II Moleküle geladen werden (Antigenpräsentation). Dadurch sind sie in der Lage, naive T-Helferzellen (CD4⁺) und T-Killerzellen (CD8⁺) zu aktivieren, die schließlich eine zielgerichtete Immunantwort auslösen. Viren, wie HIV-1, haben nun Mechanismen entwickelt, dieser Immunabwehr zu entkommen und nutzen dendritische Zellen als Vehikel, um zu ihren eigentlichen Zielzellen in den Lymphknoten, CD4⁺ T Zellen zu gelangen. Doch bevor die dendritischen Zellen mit Viruspartikeln oder anderen Krankheitserregern in Kontakt kommen, wurde die Oberfläche des Eindringlings bereits von Fragmenten des Komplementsystems markiert, und so für das Immunsystem und damit auch für die dendritischen Zellen erkenntlich gemacht. Dieser Prozess wird Opsonisierung genannt und findet im Forschungslabor von Doris Wilflingseder besondere Berücksichtigung. „Diverse Krankheitserreger“, so die Immunologin, „liegen im Körper nur sehr selten in ´nackter´, also nicht-opsonisierter, Form, sondern immer opsonisiert, vor - entweder durch Komplement in der Akutphase einer Infektion oder später zusätzlich durch spezifische Antikörper. Für die Therapieforschung relevant ist also das Wechselspiel zwischen opsonisierten Krankheitserregern und Immunzellen“.

Unterschiedliche Immunantworten

Nachdem die Aktivierung der CD8⁺-Killerzellen mit Unterstützung von Komplement am Beginn der HIV-1-Infektion zwar einen großen Abfall der Viruslast bewirkt, in einer späteren Phase jedoch stagniert, konzentrierten sich die ForscherInnen um Doris Wilflingseder in der aktuell publizierten Forschungsarbeit auf die Wirkung von Antikörper-opsonisierten Viren in Bezug auf die CD8⁺ T-Killerzellantwort. Im Zuge der adaptiven Immunantwort werden spezifische Antikörper (Immunglobuline) produziert, die – wie Komplementfragmente - die Virusoberfläche bedecken. Im Labor beluden die ForscherInnen dendritische Zellen mit Viruspartikeln, welche vorher mit rund 40, vom Pariser Pasteur Institut zur Verfügung gestellten, Plasmaproben von HIV-PatientInnen opsonisiert wurden, um den Aktivierungsprozess der T-Killerzellen in der Zellkultur beobachten zu können. Die Messung der Aktivierung der Killerzellen erfolgte unter anderem mittels ELISpot Assay (Enzyme Linked Immuno Spot Assay),  einem modifizierten ELISA-Test, der sich durch eine sehr kurze Analysephase auszeichnet. „Anhand von HIV-spezifischen T-Zell-Klonen gelang uns ex vivo und in vitro erstmals der Nachweis“, so Dr.rer.nat. Wilfried Posch, Post-Doc aus dem Team um Assistenz-Prof.ⁱⁿ Wilflingseder, „dass dendritische Zellen, die mit Antikörper-opsonisierten HI-Viren beladen waren, die CD8⁺ T Zellantwort signifikant abschwächen. Im Gegensatz dazu konnten wir eine starke Aktivierung der T Zellklone messen, wenn wir dendritische Zellen, die mit  Komplement-opsonisierten Viren beladen wurden,  zugaben. Dies bestätigte unsere Vorarbeiten, dass Komplement-Opsonisierung die spezifische zelluläre Immunabwehr stärkt“.

Für die Entwicklung künftiger Impfstrategien ist es also wichtig zu wissen, welche Immunantworten induziert werden, da nur neutralisierende Antikörper im Zusammenspiel mit einer effizienten zellulären Immunantwort hilfreich sind, resümieren Wilflingseder und Posch.

(D.Heidegger)

	Das Titelbild der JACI-Dezemberausgabe 2012 entstand in einer Zusammenarbeit von Prof. Kristian Pfaller (Sektion für Histologie und Embryologie der Medizinischen Universität Innsbruck; Prof. Pfaller gilt als anerkannter Experte für Rasterelektronenmikroskopie, dessen Aufnahmen international Anerkennung finden) und Assistenz-Prof.in Doris Wilflingseder.
	Die Arbeitsgruppe Immunologie der Sektion für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie. v.l.: Emina Jukic, MSc, Dr.rer.nat. Wilfried Posch, Post-Doc , Assistenz-Prof.in Doris Wilflingseder, Karolin Lechleitner, BMA, Marion Steger, Diplomandin

Links:

Antibodies attenuate the capacity of dendritic cells to stimulate HIV-specific cytotoxic T lymphocytes. Posch W, Cardinaud S, Hamimi C, Fletcher A, Mühlbacher A, Loacker K, Eichberger P, Dierich MP, Pancino G, Lass-Flörl C, Moris A, Saez-Cirion A, Wilflingseder D., J Allergy Clin Immunol. 2012 Dec;130(6):1368-1374.e2. Epub 2012 Oct 11.
http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2012.08.025

Sektion für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie
http://www3.i-med.ac.at/hygiene/

Arbeitsgruppe Wilflingseder
http://www3.i-med.ac.at/hygiene/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid=43&lang=de 

NEWS: Preis der Stadt Innsbruck geht an drei Forscherinnen der Medizinischen Universität Innsbruck [10.12.2012]
https://www.i-med.ac.at/mypoint/news/668292.html

NEWS: Die OeNB unterstützt drei Projekte an der Medizinischen Universität Innsbruck [24.10.2012]
https://www.i-med.ac.at/mypoint/news/665921.html

myPoint: HIV: Komplementopsonisierung unterstützt effektivere Immunantwort [3.5.2010]
https://www.i-med.ac.at/mypoint/archiv/2010050301.xml