TRR 359:  Perinatale Entwicklung der Immunzell-Topologie (PILOT)

Fachliche Zuordnung Medizin
Biologie
Förderung Förderung seit 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491676693
 

Projektbeschreibung

pränatale Entwicklung des Immunsystems unterliegt zellintrinsischen Programmen, die sowohl die Differenzierung einzelner Immunzellen, als auch komplexe Prozesse der Organentwicklung steuern. Die Geburt, und damit die physische Trennung von der Mutter, ist für Neugeborene und ihr Immunsystem mit dramatischen Veränderungen verbunden, wie z.B. dem Erwerb des Mikrobioms und Änderungen in Sauerstoffkonzentration und metabolischen Prozessen. Diese Einflüsse verändern funktionell auf spezifische Weise jedes Organ. Gleichzeitig ersetzen ins Gewebe einströmende Zellen der definitiven Hämatopoese fetale Zellen. Eine abweichende perinatale Immunentwicklung kann schwere Folgen haben, z.B. für den Schutz des Gewebes vor äußeren Störungen und für die Mikrobiom-Zusammensetzung. Mechanismen, die Immunzellen während der perinatalen Entwicklung steuern, sind jedoch unzureichend verstanden. Insbesondere liegen nur sehr begrenzt gewebespezifische Informationen vor. Der TRR SFB “Perinatale Entwicklung der Immunzell-Topologie (PILOT)” hat das Ziel, Mechanismen der perinatalen Differenzierung von Immunzellen und dem umgebenden Gewebe zu entschlüsseln. Die PILOT-Gruppen untersuchen, wie programmierte Entwicklungslinien und exogene Einflüsse zusammenspielen, um die Immunzelldifferenzierung und das lokale Immungleichgewicht zu gewährleisten. Dabei sollen vor allem subanatomische Nischen untersucht werden, in denen Strukturen mit abgrenzbaren Funktionen zusammentreffen, vornehmlich in Grenzgeweben wie Darm, Lunge, Haut und Plazenta. PILOT gliedert sich in zwei Bereiche. Der Bereich A, “Antwort gegen exogene Faktoren” fokussiert externe Signale, die die Entwicklung des Immunzellrepertoires und die Anpassung von zirkulierenden und gewebsständigen Zellen steuern. Bereich B, “Programmierte Entwicklung” untersucht zellintrinsische Programme, die die Topologie und Funktion während der perinatalen Immunzellentwicklung determinieren. Aktuelle Analysemethoden wie z.B. Transkriptom-, Epigenom- und Proteomanalysen auf Gewebe- bzw. Einzelzellebene, hochauflösende Mikroskopie und genetisches fate-mapping ermöglichen spezifische Untersuchungen von fetalen und neonatalen Gewebsnischen. Mit Hilfe automatisierter Bildanalyse, Datenaggregation und maschinellem Lernen sollen neue Algorithmen entwickelt werden, um aufzuklären, wie komplexe Informationen zur Etablierung und Erhaltung zellulärer Immunität integriert werden. Diese Methoden werden nicht nur in präklinischen Maus- und hetero-zellulären In-vitro-Modellen verwendet, sondern auch in translationalen Ansätzen an humanem neonatalen Biomaterial. Die Identifizierung und Charakterisierung von Schlüsselparametern für die perinatale Immunentwicklung versprechen einzigartige Einblicke in die zelluläre Immunität. Hierdurch sollen Grundlagen für das Ziel von PILOT gelegt werden: durch Modulation der Immunität Neugeborenen einen guten Start ins Leben und eine dauerhafte Gesundheit zu ermöglichen.
DFG-Verfahren Transregios

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Mitantragstellende Institution Ludwig-Maximilians-Universität München
Beteiligte Hochschule Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Beteiligte Institution Helmholtz Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt; Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI); Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Sprecher Professor Dr. Philipp Henneke