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AG Prof. Dr. Dr. Dirk Mielenz

AG Prof. Dr. Dr. Mielenz

Untersuchung der metabolischen Kontrolle der B-Zell vermittelten Immunantwort

Was sind Plasmazellen und wie entwickeln sie sich?

Plasmazellen sind spezielle Zellen, die Antikörper produzieren, um Infektionen zu bekämpfen. Sie entstehen aus B-Zellen. Langlebige Plasmazellen entwickeln sich in sogenannten Keimzentren (GCs). In diesen Zentren bewegen sich die B-Zellen und interagieren mit anderen Zellen, um zu reifen. Plasmazellen sind entscheidend für die Herstellung hochwertiger Antikörper, die den Körper schützen.

 

Die Rolle von Stoffwechsel und Autophagie in Plasmazellen
 

Stoffwechsel:
  • Plasmazellen sind auf Energiegewinnung durch oxidative Phosphorylierung (OxPhos) in den Mitochondrien angewiesen. Glucose scheint dabei ein enorm wichtiger Ausgangsstoff zu sein. Wird OxPhos durch Störung der mitochondrialen DNA beeinträchtigt, können sich B-Zellen schlechter vermehren, reifen und Antikörper produzieren.
  • Bei einer Reduzierung von OxPhos nutzen die Zellen verstärkt die Glykolyse (eine alternative Energiequelle), was wichtige Moleküle und Zellwege verändert. Dies stört die Signale, die für die Entwicklung von Plasmazellen erforderlich sind, und schwächt das Immunsystem.
  • Gegenwärtig untersuchen wir, ob OxPhos in B-Zellen auch wichtig für die Kontrolle von Entzündungen ist.
  • Zudem untersuchen wir die Rolle von OxPhos und der mitochondrialen Ca2+ Konzentration während der B-Zellentwicklung.
  • Begleitend etablieren und entwickeln wir durchflusszytometrische Analysemethoden.
Autophagie und Stressbewältigung:
  • Plasmazellen müssen die Produktion von Proteinen, insbesondere Antikörpern, im endoplasmatischen Retikulum (ER) sorgfältig steuern. Autophagie (ein Reinigungsprozess) und Proteasomen (Proteinabbau-Maschinen) helfen dabei.
  • Ein Protein namens TFG spielt dabei in B-Zelllinien eine wichtige Rolle. Fehlt TFG, entsteht Stress im ER, und die Zellen können absterben, weil sie die Belastung durch die Antikörperproduktion nicht bewältigen. TFG unterstützt auch die Autophagie, die Plasmazellen durch Stressabbau im ER am Leben erhält. Ob TFG in natürlichen Plasmazellen wichtig ist, ist ein intensiver Forschungsschwerpunkt.

 

Die Rolle der Zellmigration

In Keimzentren beeinflusst die Bewegung der B-Zellen ihre Entwicklung zu Plasmazellen. Ein Protein namens EFhd2 verlangsamt die Bewegung der B-Zellen. Wenn dieses Protein fehlt:

  • Bewegen sich die B-Zellen schneller, was die Produktion von Plasmazellen erhöht.
  • Gleichzeitig verringert sich aber die Zeit, die die B-Zellen mit anderen wichtigen Zellen interagieren. Dies beeinträchtigt die Qualität und Bindungsstärke der Antikörper. Ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Interaktion ist entscheidend für die Entwicklung effektiver Plasmazellen und Antikörper.
  • Gegenwärtig untersuchen wir im Detail, wie EFhd2 die Interaktion mit anderen Zellen steuert.

Leitung: