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1. Immunologisches Gedächtnis

Abb. 1 Überblick der Verteilung von Th2 Gedächtniszellen im Dünndarm und dem Peritoneum nach Primärinfektion sowie deren Rekrutierung aus dem Peritoneum in den Darm nach Sekundärinfektion mit dem Dünndarmnematoden H. polygyrus (Yordanova et al. 2022)

Abb. 1 Überblick der Verteilung von Th2 Gedächtniszellen im Dünndarm und dem Peritoneum nach Primärinfektion sowie deren Rekrutierung aus dem Peritoneum in den Darm nach Sekundärinfektion mit dem Dünndarmnematoden H. polygyrus (Yordanova et al. 2022)

Abb. 2. Immunantworten durch Immunisierung mit entlassenen Nematoden Produkte (Yordanova et al. 2023)

Abb. 2. Immunantworten durch Immunisierung mit entlassenen Nematoden Produkte (Yordanova et al. 2023)

1.1          Schützende Immunantworten

Eine protektive Immunantwort gegen Nematoden ist abhängig von T Helferzellen des Typs Th2, welche die Zytokine IL-4, IL-5 und IL-13 produzieren. Zudem sind für die Schutzvermittlung Helminthen-spezifische IgG1 Antikörper relevant.

In Infektionen mit dem Dünndarmnematoden H. polygyrus untersuchten wir nach Abbruch einer Infektion die T Helferzell-Gedächtnisantworten und konnten zeigen, dass die Th2 Gedächtniszellen in nicht-lymphoiden Organen und hier vor allem im Peritoneum persistieren (Abb. 1). Im Falle einer Reinfektion werden die Th2 Gedächtniszellen aus dem Peritoneum rekrutiert (Steinfelder et al., 2017, Yordanova et al., 2022).

Immunisierung mit sekretierten-exkretierten Produkten der Nematoden, sog. ES Produkten, führen zu langlebigen Th2 Gedächtniszellen. Diese Th2 Gedächtniszellen wirken protektiv gegen eine Reinfektion, führen zu einer Veränderten Fekundität der weiblichen Würmer und zu kreuzreaktiven T Zellen gegen unabhängige Nematodeninfektionen (Abb. 2). Insgesamt induziert eine Immunisierung mit Nematoden ES Produkten die Produktion Antigen-spezifischer, protektiver Th2 Gedächtniszellen im Wirt (Yordanova et al., 2023).

Ausgewählte Publikationen:

  • Yordanova, I. A.; Elizalde‐Velázquez, L. E.; Hartmann, S. (2023):Immunization with excretory‐secretory molecules of intestinal nematodes induces antigen‐specific protective memory Th2 cell responses. Eur J Immunol; 53(5), S. Article 2250237
  • Elizalde‐Velázquez, L. E.; Yordanova, I. A.; Liublin, W.; Adjah, J.; Leben, R.; Rausch, S.; Niesner, R.; Hartmann, S. (2023):Th2 and metabolic responses to nematodes are independent of prolonged host microbiota abrogation. Para Immunol; 45(4 : Special Issue: Parasites and the Microbiota), S. Article e12957
  • Yordanova, I. A.; Jürchott, K.; Steinfelder, S.; Vogt, K.; Krüger, U.; Kühl, A. A.; Sawitzki, B.; Hartmann, S. (2022): The host peritoneal cavity harbors prominent memory Th2 and early recall responses to an intestinal nematode. Front Immunol.; 13, S. Article 842870
  • Steinfelder, S., S. Rausch, D. Michael, A. A. Kühl, S. Hartmann.2017. Intestinal helminth infection induces highly functional resident memory CD4+ T cells. Eur J Immunol, 47:353-363; doi:10.1002/eji.201646575.

Drittmittel: DFG Sachbeihilfe S. Hartmann

 

1.2       Immunmodulierende Nematodenprodukte und unabhängige Entzündungen

Die immunregulatorischen Eigenschaften von Helminthenmolekülen wirken sich auch auf andere entzündliche Erkrankungen aus und haben einen supprimierenden Effekt auf die Entwicklung von Autoimmun- und allergischen Erkrankungen. Hierzu konnten wir zeigen, dass sekretierte Nematoden-Immunmodulatoren Schlüsselkomponenten der Immunintervention durch Nematoden sind (Schnöller et al,. 2008; Daniłowicz-Luebert et al., 2013; Whelan et al., 2014; Ebner et al., 2014; Ziegler et al., 2015; Ebner et al., 2021). Ziel ist, Nutzung dieser immunregulatorischen Komponenten der Nematoden zur Regulation unabhängiger chronischer Entzündungskrankheiten.

Ausgewählte Publikationen:

  • Ebner, F.; Lindner, K.; Janek, K.; Niewienda, A.; Malecki, P.H.; Weiß, M.S.; Sutherland, T.E.; Heuser, A.; Kühl, A.A.; Zentek, J.; Hofmann, A.; Hartmann, S. (2021): A helminth-derived chitinase structurally similar to mammalian chitinase displays immunomodulatory properties in inflammatory lung disease. J. Immunol. Res., DOI: 10.1155/2021/6234836
  • Ziegler, T., S. Rausch, S. Steinfelder, C. Klotz, M.R. Hepworth, A. Kühl, P-C- Burda, R. Lucius, S. Hartmann. 2015. A novel regulatory macrophage (Mreg) induced by a helminth molecule instructs IL-10 in CD4+ T-cells and protects against mucosal inflammation, J. Immunology, 194:1555-1564.
  • Whelan, R., S. Rausch, F. Ebner, J. Richter, N. Hering, D. Günzel, J.-D. Schulzke, A. Kühl, P. Janczyk, K. Nöckler, L. Wieler, S. Hartmann. 2014. A novel therapy via a transgenic probiotic secreting a parasite immunomodulator for site-directed treatment of gut inflammation. Molecular Therapy, 22:1730-1740.
  • Ebner, F., M. R. Hepworth, S. Rausch, K. Janek, A. Niewienda, A. Kühl, P. Henklein, R. Lucius, E. Hamelmann, S. Hartmann. 2014. Therapeutic potential of larval excretory, secretory proteins of the pig whipworm Trichuris suis in allergic disease. Allergy, 69:1489-1497.
  • Daniłowicz-Luebert, E., S. Steinfelder, A. Kühl, G. Drozdenko, R. Lucius, M. Worm, E. Hamelmann, S. Hartmann. 2013. A nematode immunomodulator inhibits grass pollen-specific allergic responses by controlling excessive Th2 inflammation. Int. J. Parasitol., 43:201-210.
  • Schnöller, C., S. Rausch, S. Pillai, A. Avagyan, B. Wittig, C. Loddenkemper, A. Hamann, E. Hamelmann, R. Lucius, S. Hartmann. 2008. A helminth immunomodulator reduces allergic and inflammatory responses by induction of IL-10-producing macrophages. J. Immunol., 180: 4265-4272.

Drittmittel: BMBF “Validierung innovativen Potentials“, S. Hartmann