Bei einer sterilen Entzündung wie z.B. einem Schlaganfall oder Herzinfarkt werden auch ohne direkte äußere Einwirkung massive Entzündungsreaktionen im Körper ausgelöst. Um ein besseres Verständnis der Immunreaktionen auf sterile Infektionen in verschiedenen Organsystemen zu erreichen, konzentriert sich die Arbeitsgruppe Biofluoreszenz insbesondere auf die Identifizierung der zellulären und molekularen Immunmechanismen, die ihrer Entstehung zugrunde liegen.
Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der detaillierten molekularen Analyse spezifischer Gewebenischen, die von eindringenden Immunzellen in entzündeten Organen oder in Tumoren angetroffen werden. Sie unterscheiden sich grundlegend von der Umgebung, zum Beispiel im Knochenmark, Blut oder in den lymphatischen Organen – den Aufenthaltsorten der Immunzellen unter nicht-entzündlichen Bedingungen. Immunzellen reagieren schnell und mit grundlegenden Veränderungen in ihrer molekularen Funktionalität auf Veränderungen in ihrer Umgebung. Diese molekularen Transformationen verändern die Reaktionen von Immunzellen auf gängige Stimuli dramatisch, sind aber noch immer nicht vollständig geklärt.
3D-Rekonstruktion eines humanen Neutrophilen Granulozyten, der mittels Konfokaler Laser Scanning Mikroskopie aufgenommen wurde.
© ISAS / Matthias Gunzer & Anika Grüneboom
Lokalisation der entzündungsbedingten Einwanderung von Makrophagen (grün) in ein murines Kniegelenk unter rheumatoider Arthritis mittels Lichtblatt-Fluoreszenz Mikroskopie. Blutgefäße sind in rot und das generelle Gewebe in grau dargestellt.
© ISAS / Matthias Gunzer & Anika Grüneboom
Vergleiche zur optischen Auflösung von Aufnahmen humaner neutrophiler Granulozyten mittels Konfokaler Laser Scanning Mikroskopie und Widefield Mikroskopie.
© ISAS / Matthias Gunzer & Anika Grüneboom
Um die Rolle der Immunreaktion bei sterilen Entzündungen besser zu verstehen, lösen die Forscher:innen verschiedene Krankheitszustände in Tiermodellen aus. Dann analysieren sie die entzündeten Gewebe sowie die infiltrierten Immunzellen mithilfe moderner Licht- und Elektronenmikroskopie. Anschließend werden die Gewebe mittels Durchflusszytometrie, Massenspektrometrie (MS) und MS-basierter Bildgebung weiter molekular charakterisiert. In translationalen Studien untersuchen die Wissenschaftler:innen die Reaktion menschlicher Immunzellen auf vergleichbare Auslöser in vitro. In verschiedenen Kooperationen mit Partner:innen aus dem Universitätsklinikum Essen analysieren die Forscher:innen am ISAS auch Zellen menschlicher Patient:innen. Mit den gewonnenen Ergebnissen möchten sie mögliche neue therapeutische Targets (Angriffspunkte) identifizieren, diese anschließend experimentell verifizieren und aus den Ergebnissen letztlich neue Therapieschemata für Patient:innen ableiten.
