Zelluläre Pneumologie

Defense strategies that boost endogenous elements of innate lung responses to infection are a major focus both basic and translational to develop new prophylactic or therapeutic measures. The human C-type lectins surfactant protein (SP)-A and SP-D are soluble pattern recognition receptors regulating lung immune responses in vivo, partially by specifically controlling the high plasticity of alveolar macrophages towards lung immune homeostasis. We investigate lung specific innate imprinting by SP-A and SP-D to pulmonary infection with the focus on lung cell-specific/lectin interactions and downstream effects on cell activation/deactivation to target for development of therapeutic interventions.

Pulmonaler Surfactant ist ein alveolärer Lipoproteinkomplex, der das physiologische Medium darstellt, in dem das Immunsystem der Lunge auf die kontinuierliche Antigenexposition durch Pathogene, Allergene und Schadstoffe trifft. Surfactant wird von Typ-II-Pneumozyten und Clarazellen synthetisiert und sezerniert, und reduziert in seiner biophysikalischen Funktion die Oberflächenspannung der alveolären Luft/Flüssigkeitsgrenzschicht. Essentiell für diese Funktion sind Surfactantlipide und die hydrophoben Surfactantproteine (SP)-B und SP-C. Eine weitere Hauptfunktion in der Lungenhomöostase hat Surfactant durch zentrale Modulationen der angeborenen pulmonalen Immunantwort. Die pulmonalen Collectine SP-A und SP-D vermitteln als ‚pattern recognition molecules' zahlreiche Immunfunktionen in vitro und in vivo. SP-A und SP-D stimulieren Phagozytose und Chemotaxis und regulieren die Zytokinproduktion immunkompetenter Zellen. SP-A-defiziente Mäuse zeigen gegenüber pulmonalen Infektionen mit bakteriellen und viralen Pathogenen eine gesteigerte pulmonale Entzündungsreaktion, exogene SP-A Substitution korrigiert sowohl die dysregulierte Zellfunktion als auch die eingeschränkte mikrobielle Clearance.

Die in vitro gezeigten Abwehrfunktionen von SP-A und SP-D sowie die gesteigerte pulmonale Anfälligkeit für bakterielle und virale Exposition selektiv Collectin-depletierter Mäuse lassen vermuten, daß reduzierte pulmonale Collectin Konzentrationen, wie bei zahlreichen humanen Lungenerkrankungen (Akutes Lungenversagen (ARDS), virale/bakterielle Pneumonie, bronchopulmonale Dysplasie des Neonaten) beschrieben, das Risiko einer pulmonalen Infektion und deren möglicher Progression in vivo deutlich erhöhen.
Die Collectin-spezifischen Mechanismen von Antigenbindung und Entzündungsreduktion durch immunkompetente Zellen sind nur teilweise bekannt. Wir untersuchen Funktionen und Mechanismen von Immmunzellen, die zu der Collectin-vermittelten anti-inflammatorischen Immunmodulationen unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen beitragen.
Das detaillierte Verständnis Collectin-spezifischer pulmonaler Immunität soll zur Identifizierung von Krankheitszuständen führen, bei denen eine Substitutionstherapie mit Collectinen zur Wiederherstellung oder Verbesserung der pulmonalen Immunkompetenz möglich ist.

Deutsche Forschungsgemeinschaft

• STA 609/2-1: "Pulmonary C-type lectin regulation of immune balance to bacterial lipopolysaccharide"
• MO 1999/2-1: "Endosomal signalling in innate immunity"

Universität zu Lübeck

• Forschungsschwerpunkt Biomedizintechnik

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

• CSSL - Connecting brain, metabolism and inflammation - mechanisms and disease expression

• C-Typ-Lektin Isolierung
• Proteinmodifikation
• Surfactantisolierung, in vitro Surfactantfunktion
• Intratracheale Infektionsmodelle
• Isolierung von BAL Immunzellen
• Zellkultursysteme
• ELISA, EMSA, Western analysis
• Immunpräzipitation
• RT-PCR
• Transiente Transfektion
• Konfokalmikroskopie

Leitung der Forschungsgruppe