Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunsystem sein Gedächtnis entwickelt

04.10.2011
Experimenten und mathematischen Modellierungen erlangte Dr. Edda Schulz vom Deutschen Rheuma-Forschungszentrum neue Erkenntnisse über das Immunsystem. Sie erhält für ihre Doktorarbeit den Nachwuchswissenschaftlerinnen-Preis des Forschungsverbundes Berlin e.V. 2011.

Interdisziplinäres Arbeiten ist heute für Wissenschaftler selbstverständlich. Insbesondere mathematische Modelle bringen vielen Bereichen neuen Erkenntnisgewinn. Dazu müssen sich in der Regel Experten unterschiedlicher Fachrichtungen miteinander verständigen. Außergewöhnlich ist die Doppelbegabung der diesjährigen Preisträgerin des Nachwuchswissenschaftlerinnen-Preises des Forschungsverbundes Berlin. Dr. Edda Schulz hat in ihrer Dissertation Mit dem Titel „Mathematische und Experimentelle Analyse regulatorischer Netzwerke in T-Helfer-Lymphozyten“ am Deutschen Rheuma-Forschungszentrum und an der Humboldt-Universität untersucht, wie das Immunsystem sein Gedächtnis entwickel. Dabei hat sie nicht nur den experimentellen Teil, sondern auch die mathematische Modellierung auf höchstem Niveau selbst durchgeführt.

Ihre Arbeit ist in der Fachwelt auf großes Interesse gestoßen. Die Ergebnisse wurden in den Journalen „Immunity“ und „Nature Reviews of Immunology“ veröffentlicht. Prof. Andreas Radbruch, Direktor des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums, ist begeistert von der Arbeit: „Edda Schulz ist eine der besten Doktorandinnen, mit denen ich zusammenarbeiten durfte. Ich habe die Arbeit gemeinsam mit dem Biophysiker Prof. Thomas Höfer vom Deutschen Krebsforschungszentrum betreut – es bedurfte unser beider Fachwissen dafür.“

Edda Schulz hat die Entstehung von T-Helfer-Lymphozyten untersucht, die eine zentrale Rolle bei der Immunabwehr spielen. Entwickeln sich die T-Helfer-Lymphozyten nicht richtig, führt das häufig zu Autoimmunerkrankungen. Schon seit 20 Jahren ist bekannt, dass zwei Botenstoffe des Immunsystems die Prozesse steuern, die das Gedächtnis der Immunzellen bilden: die Zytokine Interferon-gamma und Interleukin-12. Wie genau diese Stoffe die Immunzellen regulieren und wie sie zusammenspielen, war jedoch nicht bekannt.

In ihrer Arbeit hat Edda Schulz herausgefunden, dass der Prozess in zwei Schritten abläuft. Empfängt die Zelle das Signal eines unbekannten Antigens, wird das Interferon-gamma aktiv und reguliert die Abwehr der Zelle. Da das Immunsystem das Antigen noch nicht kennt, probiert es verschiedene Waffen zu dessen Bekämpfung aus. Das ist die erste Phase. Hat die Zelle das Antigen erfolgreich bekämpft, beginnt in der zweiten Phase das IL-12 zu wirken. Es veranlasst die Zelle, sich die letzte Reaktion auf den Erreger zu merken, die offensichtlich erfolgreich war. Trifft die Zelle das nächste Mal auf ein solches Antigen, reagiert sie gleich mit der richtigen Waffe. Das Signal des Antigens fungiert dabei als „Schalter“ zwischen den beiden Phasen. Solange das Antigen noch aktiv ist, kann die Zelle das IL-12 nicht sehen. In dieser Phase ist noch nicht entschieden, welche Reaktion der Zelle das Antigen erfolgreich bekämpft, die Zelle probiert noch verschiedene Reaktionen aus. Sobald das Antigen-Signal ausbleibt, beginnt das IL-12 zu wirken, die Zelle merkt sich die letzte – und damit erfolgreiche – Abwehrreaktion.

Wissenschaftler wollen die molekularen Mechanismen der Immunabwehr besser verstehen, um beispielsweise für Autoimmunerkrankungen gezielt neue Therapien entwickeln zu können. Bei Autoimmunerkrankungen reagiert die Zelle, auch ohne dass ein Antigen vorliegt. Häufig sollen Medikamente eine Immunreaktion verhindern, indem sie das Anigen-Signal hemmen. Dadurch wird jedoch das IL-12 aktiv, im ungünstigen Fall wird das Gedächtnis der Zelle verstärkt und chronische Entzündungen werden schlimmer. Auch für das Impfen sind diese Mechanismen wichtig: Auf die zeitliche Abfolge kommt es an, um das Gedächtnis der Zelle zu verstärken.

Edda Schulz betont: „Mich hat vor allem überrascht, dass ein so komplexes Phänomen wie das immunologische Gedächtnis von nur drei verschiedenen Genen kontrolliert wird, die jedoch auf eine ganz bestimmte Weise vernetzt sind. Das habe ich erst dann verstanden, als ich meine experimentellen Messungen mit mathematischen Simulationen verglichen habe.“ Sie ergänzt: „Die Anerkennung meiner Arbeit durch den Preis bestärkt mich darin, trotz schwieriger Bedingungen eine Laufbahn in der akademischen Forschung anzustreben.“ Ihre Arbeit wurde darüber hinaus mit dem Avrion-Mitchison-Preis für Rheumaforschung und dem MTZ-Preis für medizinische Systembiologie ausgezeichnet. Edda Schulz arbeitet derzeit als Postdoktorandin am angesehenen Institut Curie in Paris. Andreas Radbruch erwartet, dass sie weitere wichtige Beiträge für die Wissenschaft leisten wird: „Sie ist ein einzigartiges Talent und hat ungewöhnlich breit gefächerte Kompetenzen.“

Die Verleihung des elften Nachwuchswissenschaftlerinnen-Preises des Forschungsverbundes Berlin e.V. findet am 2. November 2011 um 19 Uhr im Forum Adlershof, Rudower Chaussee 24, 12489 Berlin, statt.

Kontakt: wiemer@fv-berlin.de
Tel.: 030 6392 3338

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus Erdgas das Maximum herausholen
24.05.2016 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Horizontaler Gentransfer bei Stabschrecken nachgewiesen
24.05.2016 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Computational High-Throughput-Screening findet neue Hartmagnete die weniger Seltene Erden enthalten

Für Zukunftstechnologien wie Elektromobilität und erneuerbare Energien ist der Einsatz von starken Dauermagneten von großer Bedeutung. Für deren Herstellung werden Seltene Erden benötigt. Dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg ist es nun gelungen, mit einem selbst entwickelten Simulationsverfahren auf Basis eines High-Throughput-Screening (HTS) vielversprechende Materialansätze für neue Dauermagnete zu identifizieren. Das Team verbesserte damit die magnetischen Eigenschaften und ersetzte gleichzeitig Seltene Erden durch Elemente, die weniger teuer und zuverlässig verfügbar sind. Die Ergebnisse wurden im Online-Fachmagazin »Scientific Reports« publiziert.

Ausgangspunkt des Projekts der IWM-Forscher Wolfgang Körner, Georg Krugel und Christian Elsässer war eine Neodym-Eisen-Stickstoff-Verbindung, die auf einem...

Im Focus: University of Queensland: In weniger als 2 Stunden ans andere Ende der Welt reisen

Ein internationales Forschungsteam, darunter Wissenschaftler der University of Queensland, hat im Süden Australiens einen erfolgreichen Hyperschallgeschwindigkeitstestflug absolviert und damit futuristische Reisemöglichkeiten greifbarer gemacht.

Flugreisen von London nach Sydney in unter zwei Stunden werden, dank des HiFiRE Programms, immer realistischer. Im Rahmen dieses Projekts werden in den...

Im Focus: Computational high-throughput screening finds hard magnets containing less rare earth elements

Permanent magnets are very important for technologies of the future like electromobility and renewable energy, and rare earth elements (REE) are necessary for their manufacture. The Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM in Freiburg, Germany, has now succeeded in identifying promising approaches and materials for new permanent magnets through use of an in-house simulation process based on high-throughput screening (HTS). The team was able to improve magnetic properties this way and at the same time replaced REE with elements that are less expensive and readily available. The results were published in the online technical journal “Scientific Reports”.

The starting point for IWM researchers Wolfgang Körner, Georg Krugel, and Christian Elsässer was a neodymium-iron-nitrogen compound based on a type of...

Im Focus: Mit atomarer Präzision: Technologien für die übernächste Chipgeneration

Im Projekt »Beyond EUV« entwickeln die Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT in Aachen und für angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena wesentliche Technologien zur Fertigung einer neuen Generation von Mikrochips mit EUV-Strahlung bei 6,7 nm. Die Strukturen sind dann kaum noch dicker als einzelne Atome und ermöglichen besonders hoch integrierte Schaltkreise zum Beispiel für Wearables oder gedankengesteuerte Prothesen.

Gordon Moore formulierte 1965 das später nach ihm benannte Gesetz, wonach sich alle ein bis zwei Jahre die Komplexität integrierter Schaltungen verdoppelt. Er...

Im Focus: Ein negatives Enzym liefert positive Resultate

In den letzten zwanzig Jahren hat die Chemie viele wichtige Instrumente und Verfahren für die Biologie hervorgebracht. Heute können wir Proteine herstellen, die in der Natur bisher nicht vorkommen. Es lassen sich Bilder von Ausschnitten lebender Zellen aufnehmen und sogar einzelne Zellen in lebendigen Tieren beobachten. Diese Woche haben zwei Forschungsgruppen der Universitäten Basel und Genf, die beide dem Nationalen Forschungsschwerpunkt Molecular Systems Engineering angehören, im Forschungsmagazin «ACS Central Science» präsentiert, wie man ein nicht-natürliches Protein designt, das völlig neue Fähigkeiten aufweist.

Proteine sind die Arbeitspferde jeder Zelle. Sie bestehen aus Aminosäurebausteinen, die als Kette verbunden sind, welche sich zu funktionalen Maschinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juli 2016

25.05.2016 | Veranstaltungen

"European Conference on Modelling and Simulation" an der OTH Regensburg

25.05.2016 | Veranstaltungen

Fachtagung »Magnetwerkstoffe und Seltene Erden«

25.05.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ILA 2016: Additive Produktion ­einsatzfähiger Bauteile durch effiziente Prozessketten

25.05.2016 | Messenachrichten

Reliable in-line inspections of high-strength automotive body parts within seconds

25.05.2016 | Messenachrichten

Wie Zellen Barrieren überwinden

25.05.2016 | Förderungen Preise