Labor für Fischimmunologie
Das Labor für Fischimmunologie beschäftigt sich mit der Entwicklung von Werkzeugen und Methoden zur Charakterisierung der zellulären Immunantwort bei Fischen. Diese und anerkannte Verfahren der Immunologie werden für die Charakterisierung des ruhenden Immunsystems einschließlich Ontogenese sowie für die Charakterisierung der Immunantwort bei viralen und bakteriellen Infektionen der Fische eingesetzt. Das Labor verfügt über langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der zellvermittelten Zytotoxizität.
Zellvermittelte Immunreaktionen bei Fischen
Im Gegensatz zu humoralen Immunreaktionen sind zelluläre Reaktionen nach Virusinfektionen bei Fischen wenig untersucht. Da die Induktion der humoralen Immunantwort virusinfizierter Fische nicht immer mit einer belastbaren Immunität korreliert, könnten zelluläre Zytotoxizitätsreaktionen von wesentlicher Bedeutung sein.
Virusinfektionen werden bei Säugern in bedeutendem Maße durch zellvermittelte Zytotoxizität (cell-mediated cytotoxicity, CMC) kontrolliert, wobei diese sowohl angeboren als auch adaptiv sein kann. Auf der Seite des angeborenen Immunsystems sind sogenannte unspezifische zytotoxische Zellen (non-specific cytotoxic cells; NCC), als funktionelles Äquivalent zu natürlichen Killer(NK-)zellen der Säuger, in verschiedenen Fischspezies beschrieben worden. Diese NK-ähnlichen Zellen sind in der Lage xenogene, allogene und virusinfizierte Zellen zu lysieren. Gegenüber virusinfizierten Zellen reagieren Vertebraten jedoch in erster Linie mit einer adaptiven zellvermittelten Zytotoxizität. Hierbei präsentieren infizierte Zellen an MHC Klasse I-Moleküle gebundene virale Peptide auf ihrer Oberfläche und werden von CD8+ zytotoxischen T-Lymphozyten über deren T-Zellrezeptor (T cell receptor; TCR) spezifisch erkannt [Abbildung]
Sequenzhomologien zwischen dem MHC Klasse I, TCR und dem TCR-Korezeptor CD8, bei Fischen und Säugern deuten darauf hin, dass die Antigenpräsentation bei Fischen ebenfalls über den MHC Klasse I erfolgt. Während zum TCR bei verschiedenen Fischspezies lediglich Nukleotidsequenzen vorliegen, können wir MHC Klasse I und CD8 der Forelle mittels monoklonaler Antikörper auch als Protein darstellen.
Bei den meisten Fischspezies liegen keine methodischen Erfahrungen zu Zytotoxizitätsassays vor. In Zusammenarbeit mit dem National Research Institute of Aquaculture in Japan haben wir in vitro CMC-Assays gegen allogene Zellen und gegen virusinfizierte Zellen etabliert. Für letztere verwenden wir virusinfizierte oder DNA-immunisierte klonale Forellen als Donoren zytotoxischer Zellen und infizierte MHC Klasse I-syngene Zellen als Targets. Zur näheren Charakterisierung zytotoxischer Zellen stehen populationsspezifische Antikörper zur Verfügung, mit denen wir zytotoxische T-Zellen und NK-Zellen darstellen und mittels Durchflusszytometrie anreichern können. Gleichzeitig wird die Expression immunologisch relevanter Gene in diesen Zellen mittels real time RT-PCR untersucht.
Forschungsschwerpunkte und -projekte
- The Danish Council for Strategic Research: Targeted Disease Prophylaxis in Marine Fish Farming (ProFish) – Gezielte Prophylaxe von Fischkrankheiten in der marinen Aquakultur, 2012-2016
- The Norwegian Research Council: Protection against intracellular pathogens: T-cell based immunity and vaccines (T-mmune) – Immunschutz gegen intrazelluläre Erreger – T-Zell-basierte Immunität und Vakzination, 2012-2014
- EU, TargetFish, Targeted disease prophylaxis in European fish farming, 2012-2017
- German Research Council, Harnessing interleukin 2 (IL-2) family power in fish; study of rainbow trout IL-2, IL-15, IL-15L and IL-15Ralpha, 2017-2019
- EU, VetBioNet, Veterinary Biocontained facility Network for excellence in animal infectiology research and experimentation, 2017-2021
Methodenübersicht
- in-vitro assays zur Messung der zellvermittelten Zytotoxiziät
- Zellseparation und Zytologie
- Immunhistologie
- Durchflusszytometrie und Durchflusssortierung
- Konfokale Laser-Scanning Mikroskopie
- real-time RT-PCR
- Sequenzierung
- Herstellung monoklonaler Antikörper
- Herstellung rekombinanter Proteine
- Infektionsversuche an Fischen bis Biosicherheitslevel L3