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Antikörper sind Eiweiß-Moleküle, die der Körper zur Bekämpfung von Krankheitserregern produziert. Ihre Entstehung gleicht im Prinzip der Evolution. In mehreren Runden werden die besten Kandidaten ausgewählt und weiter optimiert. Einige Aspekte dieser Entwicklung will nun ein Team von Wissenschaftlern aus den USA, England, Australien und Deutschland näher beleuchten. Federführend ist der Braunschweiger Systembiologe Prof. Michael Meyer-Hermann vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig. Das Forschungsvorhaben wird vom Human Frontier Science Program (HFSP) mit insgesamt 1,35 Millionen US-Dollar (rund 1,2 Millionen Euro) gefördert.
Gemeinsam wollen die Forscher die Informationsverarbeitung in den Keimzentren der Lymphknoten besser verstehen. Dort produzieren die sogenannten B-Zellen die Antikörper, die während Infektionsprozessen, Impfungen oder zielgerichteten Therapien eine wichtige Rolle spielen", sagt Michael Meyer-Hermann, der am HZI die Abteilung System-Immunologie leitet. Er koordiniert das Forschungsprogramm "Cooperation strategy and information processing in and between germinal centre reactions" und will gemeinsam mit Prof. Michael Dustin von der University of Oxford in Großbritannien, Dr. Gabriel Victora vom Whitehead Institute for Biomedical Sciences, Cambridge in den USA sowie Prof. Carola Vinueasa von der Australian National University in Canberra die hochkomplexen Prozesse entschlüsseln, die während der Herstellung der Abwehrmoleküle ablaufen.
Alle bisherigen Erkenntnisse über die Reifung von Antikörpern stammen aus Experimenten mit Mäusen. Menschliche Keimzentren können nicht direkt erforscht werden, und ein Teil der an den Vorgängen beteiligten Zellen lassen sich im Labor nicht kultivieren. Deshalb werden die Wissenschaftler Mäuse untersuchen, die sowohl Lymphknoten als auch Immunzellen menschlichen Ursprungs haben. Durch die Arbeit mit diesen humanisierten" Mäusen erhoffen sie sich erstmals detaillierte Einblicke in die Vorgänge im Keimzentrum.
Während Carola Vinuesa Expertin für die Rolle von T-Zellen in den Keimzentren ist und Michael Dustin sich mit dem Austausch von Informationen zwischen B- und T-Zellen beschäftigt, vergleicht Gabriel Victora B-Zellen aus verschiedenen Keimzentren. Die Verknüpfung zwischen diesen drei Ebenen der Informationsverarbeitung stellt Meyer-Hermann mit seinen Mitarbeitern her. Unsere Partner machen die Laborexperimente und wir steuern die mathematischen Modelle zur Auswertung und Verbindung der Ergebnisse zu einem Gesamtbild bei", sagt Meyer-Hermann.
Am 1. September fällt der offizielle Startschuss für das Projekt, das drei Jahre dauern soll. Das Besondere an der Förderung durch das Human Frontier Science Program: Nur Teams, deren Mitglieder in verschiedenen Kontinenten arbeiten, werden unterstützt. Dadurch sollen gezielt internationale Kooperationen ins Leben gerufen werden. Das HFSP macht kein Mikromanagement der Projekte, sondern vertraut dem Konsortium, das ausgewählt wurde, Fördermittel zu bekommen. Diese Einstellung ist unglaublich motivierend", sagt Meyer-Hermann.
Die Erkenntnisse, die sich die Forscher erhoffen, sollen die Grundlage für gezielte Eingriffe in die Immunantwort bei Infektionen bilden. Um den Organismus gezielt bei der Abwehr von Infektionen zu unterstützen, müssen wir zunächst die grundlegenden Prozesse verstehen, die bei der Bildung von Antikörpern ablaufen", sagt Meyer-Hermann. Diesem Verständnis will er gemeinsam mit seinen Kollegen in den kommenden drei Jahren näher kommen.
Die Abteilung System-Immunologie" des HZI befasst sich mit der mathematischen Modellierung von immunologischen Fragestellungen. Die Abteilung ist mit dem Braunschweig Integrated Centre for Systems Biology (BRICS) assoziiert, einem neuen Forschungszentrum für Systembiologie, das gemeinsam vom HZI und der Technischen Universität Braunschweig gegründet wurde.