Neue Forschungsgruppe am MPZPM erforscht mukosale Immunreaktionen bei chronischen Entzündungen und der Tumorentstehung

Das Forschungsspektrum am Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) wächst weiter: Mit der Abteilung ›Mukosale Immunologie‹ hält ein neues aussichtsvolles Forschungsfeld in der Medizin Einzug am kollaborativen Forschungszentrum in Erlangen: Prof. Maximilian Waldner, Medizinische Klinik 1 des Universitätsklinikums Erlangen, forscht mit seinem Team zur mukosalen Immunologie bei chronischen Darmentzündungen und bei Darmtumoren.

Das mukosale Immunsystem umfasst alle Schleimhautepithelien. Die Oberflächen im Darm stellen gemeinsam mit denen der Lunge die größten Grenzflächen des Körpers zur Umwelt dar. Um die physiologischen Körperfunktionen im Gleichgewicht zu halten, hat sich dort ein komplex aufgebautes Immunsystem entwickelt. Das mukosale Immunsystem ist dabei auch für die Erkennung und Eliminierung von Krebszellen und deren Vorstufen verantwortlich. Versagen diese endogenen Kontrollmechanismen, kommt es zur Tumorbildung und -progression. Eine besondere Rolle kommt hier der T-Zell-Antwort zu. Durch die biochemische Stimulation von T-Zellen wird eine effektive Immunantwort ausgelöst. T-Zellen gehören zur Zellgruppe der Lymphozyten und erkennen Antigene, die eine spezifische Immunantwort auslösen oder das Ziel einer solchen Immunantwort sind.

Großes Potential für die Beantwortung vieler offener Fragestellungen

Ein wichtiges Ziel von Waldners Team ist es, die zugrundeliegenden Mechanismen von Immunreaktionen der Darmschleimhaut besser zu verstehen. Zahlreiche Fragen in diesem Forschungsbereich konnten mit konventionellen Methoden der Biomedizin bislang nicht beantwortet werden. Am MPZPM finden die Wissenschaftler*innen beste Voraussetzungen vor, um physikalische und biomedizinische Forschungsansätze zu kombinieren. „Diese haben aus meiner Sicht ein großes Potential für die Beantwortung vieler offener Fragestellungen. So wird zum Beispiel der Einfluss mechanischer Eigenschaften von Immunzellen auf die Rekrutierung und Aktivierung von Immunzellen im mukosalen Gewebe nur unzureichend verstanden”, so Waldner.

„Unser Fokus liegt dabei insbesondere auf der Analyse der T-Zell-Antwort, da diese sowohl bei mukosalen Entzündungsreaktionen als auch bei der Tumorpathogenese sehr vielfältige Rollen spielt. Neben der Bedeutung der T-Zell-Alterung, -Seneszenz und -Erschöpfung untersuchen wir die Bedeutung der Immunzellmechanik in unseren Krankheitsmodellen”, erklärt Prof. Waldner. Für die Untersuchung nutzen Waldner und sein Team hochmoderne optische Bildgebung, molekularbiologische Verfahren und moderne Sequenzierungsverfahren.

„Es ist immer ein großer Wunsch, dass die eigene Grundlagenforschung zu klinischen Anwendungen führt”

Waldner forscht mit MPL-Direktor und MPZPM-Forschungsgruppenleiter Prof. Jochen Guck unter anderem auch im interdisziplinären Projekt ›Mechanische Eigenschaften von angeborenen Immunzellen: Funktionelle Relevanz und therapeutische Implikationen bei Colitis‹. Mit Prof. Leonhard Möckl, der bis 2024 die Forschungsgruppe Physikalische Glycowissenschaften am MPL leitete und mittlerweile die Professur Nanooptische Bildgebung an der FAU besetzt, untersucht Waldner seit 2023 die Rolle der Glycocalyx und deren Funktionsweise im Darm. Die Glycocalyx ist eine hochkomplexe Struktur aus Zuckern, die jede Zelle im Körper umgibt und ist der erste Teil der Zelle, der mit der extrazellulären Umgebung interagiert, etwa mit anderen Zellen, Proteinen oder Krankheitserregern.

„Oft stellt sich erst im Verlauf eines Projekts heraus, ob die gewonnenen Erkenntnisse als Grundlage für neue Therapieansätze oder Diagnosemöglichkeiten genutzt werden können”, so Waldner weiter. „Natürlich ist es für einen auch klinisch-tätigen Forscher wie mich immer ein großer Wunsch, dass die eigene Grundlagenforschung zu klinischen Anwendungen führt.”

Über Prof. Dr. med. Maximilian Waldner

Nach dem Studium der Humanmedizin an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und der Promotion im Bereich der zerebralen Mikrozirkulation begann Waldner seine klinische Ausbildung an der Universitätsmedizin Mainz. Es folgte ein Postdoc in Mainz und am Cordeliers Research Center in Paris mit zunehmender wissenschaftlicher Fokussierung auf die mukosale Immunologie. Anschließend erhielt Waldner eine Tenure Track-Professur an der FAU.

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