Leitung
Prof. Dr. rer. nat. Carsten Watzl
Durch seine verschiedenen Aktivitäten schützt uns das Immunsystem ständig vor Krankheiten. Diese Aktivitäten nehmen wir jedoch unter normalen Umständen nicht wahr. Erst wenn durch äußere oder innere Faktoren die normale Funktion des Immunsystems so gestört ist, dass es zu einer Erkrankung kommt, wird uns die Bedeutung dieses Systems bewusst. Störungen des Immunsystems können zu Infektionen, Tumorerkrankungen, aber auch zu Allergien, Autoimmunerkrankungen und chronisch entzündlichen Erkrankungen führen. Ein eingehendes Verständnis des Immunsystems ist daher auch für die moderne Arbeitswelt in Hinblick auf die Gesunderhaltung der Arbeitskraft von besonderer Bedeutung.
Das Immunsystem ist eines der größten Organe unseres Körpers. Aufgrund der Tatsache, dass es sich um ein Organ mit vielen Komponenten handelt, die mobil sind und über den ganzen Körper verteilt miteinander interagieren, nimmt das Immunsystem eine Sonderstellung ein. Um ein so komplexes Organ zu verstehen, ist es zuerst notwendig, die Funktionsweise der einzelnen Komponenten zu analysieren. Der Fokus unserer Forschung liegt dabei auf den Natürlichen Killer (NK)-Zellen, die bei frühen und effektiven Immunreaktionen gegen Infektionen und Krebs eine wichtige Rolle spielen. Somit erfüllen die NK-Zellen eine „Wächterfunktion“ im menschlichen Immunsystem. Zusätzlich beeinflussen NK-Zellen durch ihre Aktivität die Funktion des adaptiven Immunsystems und spielen daher bei immunregulatorischen Prozessen eine wichtige Rolle.
Natürliche Killer (NK) Zellen repräsentieren eine Untergruppe der Lymphozyten, welche virus-infizierte Zellen oder Tumorzellen ohne vorherige Aktivierung abtöten können. Dieser Prozess wird als ’natural killing‘ bezeichnet. NK Zellen regulieren außerdem die Immunantwort durch die Sekretion von Zytokinen wie z. B. Interferon-gamma (IFN-gamma), Tumor Nekrosefaktor-alpha (TNF-alpha) und Granulozyten/Macrophagen colony-stimulating factor (GM-CSF). Die Aktivität der NK Zellen wird durch die Integration positiver und negativer Signale gesteuert, welche die NK Zelle durch unterschiedliche Rezeptoren auf ihrer Oberfläche aufnimmt. Der Schutz normaler, gesunder Zellen wird durch inhibitorische Rezeptoren sichergestellt, die zumeist spezifisch major histocompatibility complex (MHC) Klasse I Moleküle erkennen. Die Bindung inhibitorischer Rezeptoren an MHC Klasse I auf Zielzellen blockiert aktivierende Signale. Zellen, welche ihre MHC Klasse I Expression verlieren und/oder verstärkt Liganden für aktivierende NK Zell Rezeptoren exprimieren, was oft bei Tumorzellen oder virus-infizierten Zellen der Fall ist, werden daher durch NK Zellen getötet.
Forschungsbereiche
Im Forschungsbereich „Immunregulation“ geht es darum, die Funktionsweise der NK Zellen auf molekularer Ebene zu verstehen. Mit Hilfe von modernen Analysemethoden untersuchen wir, wie die Aktivität dieser wichtigen Immunzellen durch Signale von außen gesteuert wird und wie diese Signale innerhalb der NK-Zellen verarbeitet werden.
Der Forschungsbereich „Immunmodulation“ stellt einen Brückenschlag der Grundlagenforschung aus dem Forschungsbereich Immunregulation zur anwendungsbezogenen Umsetzung her. Wir untersuchen den Einfluss arbeitsphysiologisch relevanter Faktoren wie zum Beispiel Stress, Schichtarbeit, Ernährung, Chemikalienexposition und Altersfaktoren auf das Immunsystem.
Der Forschungsbereich „Neuroimmunologie“ untersucht die Interaktion zwischen dem Zentralennervensystem und dem Immunsystem. Wir gehen dabei unter anderem der Frage nach, nach welchen Mechanismen Neurotransmitter in der Peripherie des Körpers wirken und unser Immunsystem beeinflussen. Mit diesem Wissen könnte beispielsweise stressbedingten Erkrankungen gezielt vorgebeugt werden.
Der Forschungsbereich „Chronobiologie“ befasste sich mit der Steuerung zirkadianer und ultradianer physiologischer Rhythmen und untersucht deren Störung durch Nachtarbeit und Umwelteinwirkungen unter dem Aspekt von Leistung, Befinden und gesundheitlichen Risiken.
