AG Buttgereit

Wie passen sich Immunzellen an Sauerstoff- und Nährstoffmangel im entzündeten Gewebe an?

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Glukokortikoide & Bioenergetik

Bei akuten und chronischen Entzündungen kann es zu einem ausgeprägten Mangel an Sauerstoff und Nährstoffen im Entzündungsgebiet kommen. Wie schafft es das Immunsystem, trotzdem aktiv zu bleiben?
Bei akuten Entzündungsprozessen wie in der initialen Phase – dem Frakturhämatom – bei der Knochenheilung aber auch in chronischen Entzündungen, etwa bei rheumatoider Arthritis, brauchen die Zellen zuweilen mehr Nährstoffe und Sauerstoff als der Körper bereitstellt. Dadurch kann es am Ort der Entzündung zu einer Hypoxie kommen – einem ausgeprägten Mangel an diesen lebenswichtigen Stoffen.
Um dann trotzdem weiter funktionieren zu können, verfügen Immunzellen und einige andere Zellarten, die sich im Entzündungsgebiet oder in einem Hämatom anreichern, über eine Reihe von Anpassungsmechanismen. Auf diese Weise gelingt ihnen ein Ausgleich ihrer bioenergetischen Bilanz, die bei allen zellulären Systemen über Fortbestand, Entwicklung und Funktionstüchtigkeit entscheidet.
Unsere Arbeitsgruppe untersucht solche Mechanismen, denn sie spielen unbestritten eine zentrale Rolle nicht nur bei akuten und chronischen Entzündungen, sondern auch bei der Regeneration von Geweben. Diese Anpassungsmechanismen bietet darüber hinaus Ansatzpunkte für medikamentöse Therapien, etwa aus den Wirkstoffklassen der Glukokortikoide und DMARDs.
Die Anpassungsmechanismen von Immunzellen an eine veränderte Mikroumgebung bei Entzündungsreaktionen unterscheiden sich von Spezies zu Spezies. Insbesondere die Krankheitsprozesse bei entzündlichen Gelenkerkrankungen des Menschen, aber auch bei Knochenbrüchen von Tieren sind noch nicht hinreichend modellierbar. Somit ist es kaum möglich, unsere Labordaten auf den Menschen zu übertragen.
Um bei der Analyse der komplexen Mechanismen entzündlicher Gelenkerkrankungen voranzukommen, entwickeln wir derzeit neue Testmethoden. Damit sollen künftig Versuche an dreidimensionalen Zellkulturmodellen in der Petrischale möglich sein. Wir hoffen, damit eine methodische Lücke in der Forschung zu Muskel-Skelett-Erkrankungen schließen und Belastung und Verwendung von Versuchstieren reduzieren zu können.

Gruppenleiter
    Prof. Dr. med. Frank Buttgereit

Prof. Dr. med. Frank Buttgereit

Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Rheumatologie und Klinische Immunologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin
Charitéplatz 1
10117 Berlin

Tel. +49 (0)30 450 513 125
Fax +49 (0)30 450 513 917
frank.buttgereit@charite.de
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Stichworte
Autoimmunerkrankungen
Immunmetabolismus
Glucocorticoide
Zirkadianer
Rhythmus Knochenheilung

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Gruppenleiter:
Prof. Dr. med. Frank Buttgereit

Wissenschaftler:
Dr. rer. nat. Timo Gaber (Laborleitung)
Dr. rer. nat. Cindy Strehl (Laborleitung)
Dr. rer. nat. Dimas Abdirama
Dr. med. Sandra Hermann
Dr. vet. med. Annemarie Lang
Dr. med. Robert Biesen

Ph.D. Studenten:
Moritz Pfeiffenberger, M.Sc.
Alexandra Damerau, M.Sc.
Siska Wilantri, M.Sc.

MD Studenten:
Lisa Ehlers
Pierre-Louis Krauß
Franziska Heinsohn
Edgar Wiebe
Marie-Christin Weber
Kim Zeiner

Bachelor/Diploma/Master Studenten:
Janika Bartsch, M.Sc.

TA’s:
Manuela Jakstadt
Gabriele May

Studenten:
Justyna Pienczykowski
Aditi Kuppe

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Strehl C, Maurizi L, Gaber T, Hoff P, Broschard T, Poole AR, Hofmann H, Buttgereit F. Modification of the surface of superparamagnetic iron oxide nanoparticles to enable their safe application in humans. Int J Nanomedicine. 2016 Nov 8;11:5883-5896. PubMed PMID: 27877036; PubMed Central PMCID: PMC5110004.

Hoff P, Gaber T, Strehl C, Schmidt-Bleek K, Lang A, Huscher D, Burmester GR, Schmidmaier G, Perka C, Duda GN, Buttgereit F. Immunological characterization of the early human fracture hematoma. Immunol Res. 2016 Dec;64(5-6):1195-1206. PubMed PMID: 27629117.

Buttgereit F, Dejaco C, Matteson EL, Dasgupta B. Polymyalgia Rheumatica and Giant Cell Arteritis: A Systematic Review. JAMA. 2016 Jun 14;315(22):2442-58. doi: 10.1001/ jama.2016.5444. Review. PubMed PMID: 27299619.

Gaber T, Hahne M, Strehl C, Hoff P, Dörffel Y, Feist E, Burmester GR, Buttgereit F. Disentangling the effects of tocilizumab on neutrophil survival and function. Immunol Res. 2016 Jun;64(3):665-76. doi: 10.1007/s12026-015-8770-x. PubMed PMID: 26721805.

Buttgereit F, Smolen JS, Coogan AN, Cajochen C. Clocking in: chronobiology in rheumatoid arthritis. Nat Rev Rheumatol. 2015 Jun;11(6):349-56. doi: 10.1038/nrrheum. 2015.31. Review. PubMed PMID: 25800214.

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Gerd-Rüdiger Burmester, Thomas Häupl, Alexander Scheffold, Jacqueline Detert, Eugen Feist, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Department of Rheumatology and Clinical Immunology, Berlin, Germany

Georg N. Duda, Katharina Schmidt-Bleek, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin Brandenburg Center for Regenerative Therapies/ Julius-Wolff Institut, Berlin, Germany

Carsten Perka, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Center for Musculoskeletal Surgery, Berlin, Germany

Yvonne Dörffel, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Department of Gastroenterology and Hepatology, Berlin, Germany Nicole Pischon, Katharina Gurzawska, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Abteilung für Parodontologie und Synoptische Zahnmedizin, Berlin, Germany

Andreas Radbruch, Max Löhning, Deutsches Rheuma-Forschungszentrum, Cell Biology, Berlin, Germany

Roland Lauster, TU-Berlin, Medical Biotechnology, Berlin, Germany

Markus Seibel, Hong Zhou, University of Sydney, ANZAC Institute, Sydney, Australia

Dr. Stefan Krauss, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School, and Merck Research Laboratories, Boston, USA

Jon Yewdell, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Cellular Biology Section, Bethesda, USA

Heinrich Hoffmann, Ècole polytechnique fédérale de Lausanne, Department of Materials science and engineering, Lausanne, Switzerland

Magarethe Hofmann-Amtenbrink, Alessandra Hool, Mat Search Consulting, Dr.-Ing. Lausanne, Switzerland

Patrik Önnerfjord, Viveka Tilgren, Lund University, Section of Rheumatology, Department of Clinical Sciences, Lund, Sweden

Joachim Koitzsch, Andreas Brandt, medac GmbH, Wedel, Deutschland

Douglas J. Veale, University College Dublin, The Conway Institute for Biomedical and Biomolecular Research, Dublin, Ireland

A Robin Poole, McGill University, Department of Surgery, Montreal, QC, Canada

Prof. Susanna Röblitz und Dr. Rainald Ehrig, Konrad-Zuse-Zentrum Berlin

Dr. Dirk Barnwitz und Dr. Igor Ponomarev, fzmb GmbH Bad Langensalza

Dr. Paulin Jirkof, Institut für Experimentelle Chirurgie, UniversitätsSpital Zürich, Universität Zürich

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