Arbeitsgruppe Wilhelm

Eine aktuelle große gesellschaftliche Herausforderung der westlichen Gesellschaft ist der dramatische Zuwachs an chronischen entzündlichen Erkrankungen an den Barrieren des Körpers. Dazu gehören unter anderem Allergien und Asthma in der Lunge, Psoriasis auf der Haut und chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) im Verdauungstrakt. Neueste Forschungsarbeiten haben eine neue Gruppe von Zellen des Immunsystems identifiziert, die hauptsächlich an Oberflächen dieser Barrieren zu finden sind und wurden „innate lymphoid cells“ getauft. Bisher wurden drei Subtypen dieser Zellen beschrieben, die in der Lunge, im Darm und in der Haut anzutreffen sind.   Gruppe-1-ILC exprimieren den Transkriptionsfaktor T-bet, produzieren das Zytokin Interferon (IFN)-γ und sind beteiligt am Schutz gegen intrazelluläre Pathogene wie Toxoplasma gondii, Gruppe-2-ILC2 exprimieren den Transkriptionsfaktor GATA-3 und sekretieren die Zytokine IL (Interleukin)-5, IL-9, IL-13 und Amphiregulin und werden benötigt um Würmer erfolgreich zu bekämpfen. Gruppe-3-ILC hingegen sind durch die Expression von Roryt und die Produktion von IL-22 gekennzeichnet, welches für die erfolgreiche Abwehr von bakteriellen Infektionen eine große Rolle spielt. Somit ist die Hauptaufgabe dieser Zellen der Schutz und die Aufrechterhaltung der Gewebebarrieren. Allerdings kann eine chronische Aktivierung von ILC Entzündungen begünstigen und entzündliche Störungen an Gewebebarrieren fördern. Im Allgemeinen ist die Ursache von Krankheiten an Gewebebarrieren mangelhaft verstanden, jedoch scheinen Veränderungen im Lebensstil im Zusammenhang mit der Verwestlichung wie z.B. veränderte Ernährungsgewohnheiten, erhöhte Hygiene und die allgemeine Abwesenheiten von parasitären Infektionen eine große Rolle in der Entwicklung dieser Krankheiten zu spielen.

Ein aktuelles Hauptziel unserer Forschung ist es zu verstehen welche Unterschiede im Stoffwechsel einer protektiven und pathogenen Funktion von ILC zu Grunde liegen. Hierbei ist unsere Annahme, dass die Anpassung des Stoffwechsels in ILC, welche ihnen ermöglicht unter nährstoffarmen Verhältnissen (z.B. während Vitamin A Mangels) zu überleben, in den heutigen Industrieländern gestört ist. Unsere jüngsten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass protektive Gruppe-2-ILC abhängige Immunantworten gegen Helminthen vom Fettsäurestoffwechsel und nicht von der Verwertung von Glukose abhängen. Zusätzlich steigert Vitamin A Mangel die Oxidation von Fettsäuren (β-Oxidation). Diese Fettsäure abhängige Aktivierung von Gruppe-2-ILC im Kontext von Wurminfektionen könnte evolutionär begünstigt worden sein um Gewebereparatur und Wurmaustreibung unter Nährstoffmangel und niedriger Zuckerverfügbarkeit zu gewährleisten. Jedoch hat sich die von chronischen Wurminfektionen und Nährstoffmangel bestimmte Situation in der heutigen westlichen Welt dramatisch geändert und es bleibt völlig unklar ob ähnliche Stoffwechselwege pathogene und protektive Funktionen von ILC steuern. Indem wir Zustände simulieren in denen Nährstoffmangel vorherrscht, versuchen wir zu enthüllen wie ILC adaptieren können um ihre Funktion zu erhalten. Damit wollen wir Ernährungsmanipulation als neue therapeutische Maßnahmen etablieren die bei ILC –getriebenen Störungen helfen.

Zusammengenommen zielen wir mit unserer Forschung darauf ab ein großes gesellschaftliches Problem wie das Aufkeimen von chronischen Entzündungserkrankungen zu verstehen und potentielle neue therapeutische Maßnahmen zu identifizieren und Ernährungsintervention als neue Behandlungsstrategie zu etablieren.