AG Dr. Katharina Pracht

Wie entsteht unsere schützende humorale Immunantwort?

B-Lymphozyten sind Zellen des erworbenen Immunsystems, die eine wichtige Rolle bei der spezifischen Abwehr von Krankheitserregern spielen. Nach dem Kontakt mit einem Erreger – sei es durch eine Infektion oder eine Impfung – erkennen sie spezifische Strukturen auf dessen Oberfläche, die Antigene. Dieser Kontakt führt zur Aktivierung der B-Lymphozyten und induziert deren Differenzierung in Plasmazellen. Diese spezialisierten Zellen produzieren große Mengen an Antikörpern, die gezielt an die Antigene des Erregers binden und ihn dadurch neutralisieren.

Neben der akuten Infektabwehr leisten B-Lymphozyten auch einen entscheidenden Beitrag zu einem langfristigen Immunschutz. Nach ihrer Aktivierung differenzieren sich einige B-Zellen zu langlebigen Plasmazellen. Diese können über einen langen Zeitraum, teils sogar lebenslang, im Körper verweilen. Sie „merken“ sich die spezifischen Antigene und ermöglichen bei einem erneuten Kontakt eine deutlich schnellere und effizientere Neutralisierung des Erregers. Dies erklärt warum Impfungen uns langanhaltend vor den jeweilige Erkrankung schützen.

Durch ihre Fähigkeit, sowohl in akuten Infektionssituationen schnell zu reagieren als auch einen dauerhaften Immunschutz aufzubauen, sind B-Lymphozyten ein zentraler Bestandteil des adaptiven Immunsystems.

Forschungsschwerpunkte

• Metabolische Kontrolle der Bildung und des Überlebens von Plasmazellen 

  Die Bildung und das Überleben von Plasmazellen werden durch komplexe metabolische Prozesse begleitet und gesteuert, die Glukose- und Lipidstoffwechsel sowie die Anpassung an spezielle zelluläre Bedürfnisse umfassen. Störungen dieser Prozesse können die adaptive Immunfunktion beeinträchtigen. Es ist daher essentiell, die metabolischen Signale, die die Entwicklung und Funktion von Plasmazellen regulieren, weiter zu erforschen.

  Der Glukosetransporter GLUT1 spielt eine zentrale Rolle bei der Energieversorgung von Zellen, einschließlich der Antikörper-sezernierenden Plasmazellen. Diese Zellen benötigen viel Energie, um Antikörper zu produzieren. Ein tieferes Verständnis der Funktion von GLUT1 könnte neue Ansätze zur Beeinflussung der Immunantwort und Antikörperproduktion bieten, insbesondere bei Immunerkrankungen und in der Therapie.

• Der Einfluss der Ernährung auf die Mukosale Antikörperantwort im Darm

  Unsere Ernährung beeinflusst das Immunsystems. Nährstoffe wie Vitamine, Fettsäuren und Aminosäuren können auch die Funktion und Aktivierung von B-Lymphozyten verändern. Eine ausgewogene Ernährung kann daher die akute und die langzeitige Immunantwort stärken. Außerdem sind bestimmte Nahrungsbestandteile in der Lage die Funktion der Immunzellen über die Bindung an spezielle Eiweiße in der Zelle, sogenannte Rezeptoren, direkt zu regulieren. 

  Die mukosale Immunantwort im Darm spielt hierbei eine zentrale Rolle und dies nicht nur bei der Abwehr von Krankheitserregern, die über den Verdauungstrakt in den Körper gelangen. Spezialisierte Antikörper, das Immunoglobulin A, dienen als erste Verteidigungslinie im Darm und erhalten eine gesunde Darmflora und die Darmgesundheit. Ein besseres Verständnis der mukosalen Antikörperantwort könnte neue Ansätze zur Behandlung von Darmerkrankungen und Infektionen eröffnen, sowie zu Ernährungsempfehlungen zur Förderung der Immunfunktion führen.

• Mechanismen des Überlebens von gesunden und pathogen Plasmazellen

  Das Überleben von Plasmazellen wird durch komplexe Prozesse ermöglicht, die sowohl genetische als auch metabolische Faktoren umfassen. Diese Überlebensmechanismen sind entscheidend, um eine langfristige Immunität nach einer Impfung oder überstandener Krankheit aufrechtzuerhalten. Dabei spielen Signalwege und Stoffwechselprozesse eine zentrale Rolle, und ermöglichen es den Zellen in verschiedenen Umgebungen zu überleben und ihre Funktionen über längere Zeiträume aufrecht zu erhalten. Versagen jedoch die Kontrollmechanismen der Plasmazellen in unserem Körper, dann kann deren Funktion auch Krankheiten verursachen. Die Entartung zu tumorartig wachsenden Plasmazellen, auch Multiples Myelom genannt, oder die Produktion von Antikörpern, die sich gegen den eigenen Körper richten und zur so genannten Autoimmunität führen, sind prominente Beispiele. Die Entschlüsselung dieser Überlebensmechanismen ermöglicht daher auch die Entwicklung von Therapieansätzen zur Eliminierung der krankmachenden Zellen, zum Beispiel durch sogenannte CAR-T-Zellen.

• Seit 01/2024
  Projektleiterin,  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Graduiertenkolleg (RTG) 2599
  RTG2599: DFG-Graduiertenkolleg “FAIR-Fine-tuners of the Adaptive Immune Response”

• 10/2023 - 03/2026
  Nachwuchsförderung des Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF)-Erlangen
  IZKF Erlangen: Erstantragstellerprogramm
   
• 09/2022 - 08/2023
  Anschubförderung (ELAN) des Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF)-Erlangen

• GLUT1-mediated glucose import in B cells is critical for anaplerotic balance and humoral immunity
  T.E.H. Bierling, A. Gumann, S.R. Ottmann, S.R. Schulz, L. Weckwerth, J. Thomas, A. Gessner, M. Wichert, F. Kuwert, F. Rost, M. Hauke, T. Freudenreich, D. Mielenz, H.-M. Jäck and K. Pracht; Cell Rep, 2024, DOI: 10.1016/j.celrep.2024.113739
   
• The intestine: A highly dynamic microenvironment for IgA plasma cells
  K. Pracht, J. Wittner, F. Kagerer, H.-M. Jäck and W. Schuh ; Front. Immunol. 2023. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1114348
   
• The microRNA processing subunit DGCR8 is required for the germinal center response
  P. Daum, S.R. Ottmann, J. Meinzinger, S.R. Schulz, J. Côrte-Real, M. Hauke, E. Roth, W. Schuh, D. Mielenz, JH.-M. Jäck and K. Pracht; Front. Immunol., 2022, DOI: 10.3389/fimmu.2022.991347
   
• miR‐148a controls metabolic programming and survival of mature CD19‐negative plasma cells in mice
  K. Pracht, J. Meinzinger, S.R. Schulz, P. Daum, J. Côrte-Real, M. Hauke, E. Roth, D. Kindermann, D. Mielenz, W. Schuh, J. Wittmann and H.-M. Jäck; Eur. J. Immunol. 2021. 51: 1089–1109; DOI: 10.1002/eji.202048993
   
• A new staining protocol for detection of murine antibody-secreting plasma cell subsets by flow cytometry
  K. Pracht, J. Meinzinger, P. Daum, S.R. Schulz, D. Reimer, M. Hauke, E. Roth, D. Mielenz, C. Berek, J. Côrte-Real, H.-M. Jäck and W. Schuh; Eur. J. Immunol. 2017. 47(8): 1389-1392 DOI: 10.1002/eji.201747019