Hochgeschwindigkeitszellsorter
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Hochgeschwindigkeitszellsorter ist für die phänotypische und funktionelle Charakterisierung von (Immun-) Zellen ein wesentliches Gerät. Mittels durchflusszytometrischer Analyse können (Membran-) Moleküle von Zellen durch entsprechende Fluoreszenz-markierte Antikörper zuverlässig quantifiziert werden. Zudem erlaubt der Sorter, Zellen, die aus Tieren gewonnen werden, zu isolieren. Diese ex vivogewonnen Zellen können daraufhin durch verschiedene Testverfahren auf ihre funktionellen Eigenschaften hin untersucht werden. Beide technischen Optionen des Hochgeschwindigkeitszellsorters sind von zentraler Bedeutung für die neuroimmunologische Forschung, und daher wird das Gerät nicht nur in nahezu sämtlichen Projekten unserer Abteilung mit einbezogen, sondern auch von anderen Gruppen der UMG Göttingen, z.B. den Abteilungen für Neurologie, Neuropathologie, Neurodegenerations- und Restaurationsforschung und Zellulärer und Molekularer Immunologie, genutzt. In unserer Abteilung kommt das Gerät vor allem bei Versuchen mit Tiermodellen der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) zum Einsatz, einer Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems, die zahlreiche Aspekte der humanen Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose abbildet. Hier wird es vorrangig in Kombination mit einem 2-Photonenintravitalmikroskop (2-PM) verwendet. Diese kombinierte Anwendung der Geräte erlaubt es, das Verhalten von Zellen im lebenden Organismus mit ihren funktionellen Eigenschaften zu korrelieren. Hierfür werden die Zellen zunächst mittels 2-PM in ihrem natürlichen Milieu im zentralen Nervensystem in Echtzeit verfolgt und unmittelbar danach aus dem Gewebe sortiert. Die Funktion der beobachteten Zellen kann nach dieser ex vivo-Sortierung durch molekulare Analysen oder Zellfunktionsassays (z.B. Proliferations- oder Wanderungsteste) bestimmt werden. Diese kombinierte Anwendung der 2-PM mit der Hochgeschwindigkeitssortierung erbrachte bereits grundlegende Erkenntnisse über die Eigenschaften der krankmachenden, enzephalitogenen T-Zellen. So konnte ermittelt werden, dass diese enzephalitogenen T- Zellen auf ihrer Wanderung durch den Körper eine grundlegende Änderung ihres Genexpressionsprofils durchlaufen. Diese „Umprogrammierung“ ermöglicht den Zellen, effizient in das Zentralnervengewebe einzudringen. Zudem erbrachten die im EAE-Modell durchgeführten Studien auch neue Erkenntnisse über die Wanderungssignale und die Aktivierung der krankmachenden T-Zellen im Nervengewebe. Schließlich zeigten diese Arbeiten neue Erklärungsmöglichkeiten für die Wirkmechanismen von therapeutischen Maßnahmen bei Multipler Sklerose, v.a. über die Wirkweise von Glukokortikoiden und Laquinimod, einem in der Entwicklung befindlichen Therapeutikum, auf. Insgesamt tragen diese Studien zum Verständnis der Entstehung einer Autoimmunerkrankung des Nervensystems und zur Entwicklung möglicher therapeutischer Ziele bei. Zudem könnten diese Arbeiten über die Wirkweise von neuen und etablierten therapeutischen Strategien Hinweise über die Ursachen von Nebenwirkungen und deren erfolgreiche Vermeidung aufzeigen. Aktuelle Studien sind darauf gerichtet, die molekularen Grundlagen der Durchwanderung der Bluthirnschranke durch enzephalitogene T-Zellen und andere Immunzellen aufzudecken. Außerdem wird das Verhalten von T-Zellen innerhalb des Zentralnervensystems erforscht. Hierbei steht vor allem die Frage nach der Interaktion verschiedener Immunzellen mit hirneigenen Zellen, z.B. Neuronen und Gliazellen, im Vordergrund. Diese Studien sollten Einblicke über krankmachende bzw. Krankheits-modulierende Eigenschaften von Immunzellen in der Autoimmunpathogenese der EAE und ggf. der MS liefern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Central nervous system rather than immune cell-derived BDNF mediates axonal protective effects early in autoimmune demyelination. Acta Neuropathologica 123 (2012) 247-258
Lee DH, Geyer E, Flach AC, Jung K, Gold R, Flügel A, Linker RA, Lühder F
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Preventive treatment with methylprednisolone paradoxically exacerbates experimental autoimmune encephalomyelitis. Journal of Endocrinology (2012)
Wüst S, van den Brandt J, Reichardt HM, Lühder F
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T cells become licensed in the lung to enter the central nervous system. Nature 488 (2012): 675-79
Odoardi F, Sie C, Streyl K, Ulaganathan VK, Schläger C, Lodygin D, Heckelsmiller K, Nietfeld W, Ellwart J, Klinkert WE, Lottaz C, Nosov M, Brinkmann V, Spang R, Lehrach H, Vingron M, Wekerle H, Flügel-Koch C, Flügel A
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A combination of fluorescent NFAT and H2B sensors uncovers dynamics of T cell activation in real time during CNS autoimmunity. Nature Medicine 19 (2013): 784-90
Lodygin D, Odoardi F, Schläger C, Körner H, Kitz A, Nosov M, van den Brandt J, Reichardt HM, Haberl M, Flügel A
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Chemokine-mediated redirection of T cells constitutes a critical mechanism of glucocorticoid therapy in autoimmune CNS responses. Acta Neuropathologica 127 (2014): 713-729
Schweingruber N, Fischer HJ, Fischer L, van den Brandt J, Karabinskaya A, Labi V, Villunger A, Kretzschmar B, Huppke P, Simons M, Tickermann J, Flügel A, Lühder F, Reichardt HM
