Visualization of Germinal Center Dynamics and Differentiation of Antibody-Forming Cells in vivo by Multiphoton Microscopy

• Applicant: Professorin Dr. Anja Erika Hauser
• Subject Area: Immunology
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 33319401

Im Verlauf einer effektiven Immunantwort gegen Pathogene und auch bei Vakzinierungen spielen hochaffine Antikörper-sezernierende Zellen (so genannte Plasmazellen) sowie B-Gedächtniszellen eine wichtige Rolle. Die Affinitätsreifung dieser Zellen bei T-Zell-abhängigen Immunantworten findet in Keimzentren der sekundären lymphatischen Organe statt. Histologisch lassen sich in den Keimzentren ab einer Woche nach Immunisierung bestimmte Bereiche abgrenzen, die als ¿dark zone¿ und ¿light zone¿ bezeichnet werden. In der dark zone vollziehen sich die Proliferation und somatische Hypermutation der B-Zellen. Dagegen findet in der light zone die Selektion von hochaffinen Varianten dieser Zellen statt. Dies wird durch den engen Kontakt mit follikulären dendritischen Zellen unterstützt, die auf ihrer Oberfläche den B-Zellen Antigen präsentieren. Im Verlauf der Affinitätsreifung werden so von den B-Zellen mehrere Zyklen der Expansion, Mutation und Selektion durchlaufen. Es wird angenommen, dass die B-Zellen dabei zwischen den beiden Zonen eines Keimzentrums hin- und hermigrieren. Bislang konnte dies allerdings experimentell nicht direkt gezeigt werden, denn die verfügbaren histologischen Methoden erlaubten nur Momentaufnahmen der jeweiligen Situation im Gewebe. Auch gibt es Hinweise, dass Affinitätsreifung stattfindet, ohne dass Antigen auf der Oberfläche der follikulären dendritischen Zellen nachweisbar ist. Wenn Selektion der B-Zellen beispielsweise mit Hilfe von löslichem Antigen stattfinden kann, stellt dies die Notwendigkeit einer wiederholten Migration zwischen den Zonen eines Keimzentrums in Frage. Mit Hilfe der neuartigen Multiphoton-Laser Mikroskopie ist es nun möglich, einzelne Zellen im Gewebe in Echtzeit zu beobachten und zu verfolgen. Im vorliegenden Projekt soll diese Technik dazu angewandt werden, um die dynamischen Prozesse sowie die Differenzierung von B-Zellen im Verlauf einer Keimzentrumsreaktion zu visualisieren und analysieren.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Host: Professor Mark J. Shlomchik, Ph.D.