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Wie beeinflusst die Darmflora chronische Entzündungen und Krebs?

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Schwiete-Labor für Mikrobiota und Entzündung

Rund 10% der Bevölkerung Deutschlands leiden unter chronischen Entzündungskrankheiten wie Rheuma, Schuppenflechte oder Darmentzündungen. Unbehandelt kann chronische Entzündung auch Krebs auslösen. Bei diesen Patienten ist die Zusammensetzung der Darmflora (intestinale Mikrobiota) im Vergleich zu gesunden Menschen verändert (Dysbiose). Die Darmflora ist aber nicht nur Spiegel unserer Gesundheit, sondern kann auch den klinischen Verlauf, das Krebsrisiko und das Ansprechen auf Therapie beeinflussen.
Gefördert von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung versuchen wir den Dialog zwischen Bakterien und Wirt und dadurch die Entstehung und Chronifizierung von Entzündungen zu verstehen.
Gemeinsam mit der Gastroenterologie der Charité Universitätsmedizin Berlin und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Leipzig haben wir eine neue Methode zur einfachen und schnellen Bestimmung der Zusammensetzung der Darmflora aus Stuhlproben entwickelt. Mit der sogenannten „Mikrobiota-Zytometrie“ kann der Zusammenhang zwischen Darmbakterien und Krankheit genau untersucht werden. So haben wir gezeigt, dass die Darmflora entscheidend die Fähigkeit von Immunzellen beeinflusst, eine Darmentzündung auszulösen.
Wir wollen jetzt verstehen, ob und wie bestimmte Bakterien der Darmflora das Immunsystem aktivieren oder hemmen können. Wir haben bereits einen Kandidaten identifiziert, der das Potential hat, Entzündungen zu hemmen, indem er die Expression des entzündungshemmenden Zytokins TGF-β fördert.
Eine Konsequenz der Ausschüttung von TGF-β ist eine Verstärkung der Produktion von sogenannten IgA-Antikörpern. Diese „Darmantikörper“, gehören mit zur Barriere, die unter anderem verhindert, dass Darmbakterien die Darmwand unkontrolliert durchdringen und eine Entzündung verursachen. Eine mögliche Anwendung könnte sein, diese Bakterien therapeutisch einzusetzen, um TGF-β und IgA-Antikörper zu induzieren und so Entzündung zu hemmen und die Darmbarriere zu stärken.
Des Weiteren werden wir Mikrobiota-Proben von Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Darmkrebs und rheumatischen Erkrankungen wie Morbus Bechterew analysieren, um Bakterien zu identifizieren, die mit den verschiedenen Krankheitsbildern assoziiert sind und eventuelle kausale Zusammenhänge aufklären.
Ziel ist es ein besseres Verständnis der Rolle von einzelnen Bakterienspezies bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von chronischen Entzündungen zu bekommen und darüber neue therapeutische Ansätze über die gezielte Manipulation der Darmflora zu entwickeln.

Stichworte
Mikrobiota
Chronische Entzündungen
Krebs

Schwiete-Labor für Mikrobiota und Entzündung Dr. habil. Hyun-Dong Chang Tel +49 (0)30 28460-761 chang@drfz.de Zur Person
Diese Arbeitsgruppe wird von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung gefördert
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Gruppenleiter
Dr. rer. nat. habil. Hyun-Dong Chang

Wissenschaftler
Dr. Alexander Beller
Dr. Pawel Durek
Dr. Ute Hoffmann

Doktoranden
Lisa Budzinski, M.Sc.
Victoria von Goetze, M.Sc.
Kevin Heiking, M.Sc.
Aayushi Shah, M.Sc.

Bachelor/Diplom/Master
Tanisha Momtaz, B. Sc.
Georgia Lattanzi, B.Sc.

Technische Assistenz
René Maier

Diese Arbeitsgruppe wird von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung gefördert
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  • Dr. Petra Bacher, IKMB – Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Germany
  • Dr. Charlotte Esser, Leibniz Forschungsinstitut für Umweltmedizin Düsseldorf, Germany
  • Dr. Ahmed Hegazy, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Andrey Kruglov, DRFZ, Germany
  • Anja Kühl, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Mir-Farzin Mashreghi, DRFZ, Germany
  • Dr. Susann Müller, Helmholtz Institut für Umweltforschung, Leipzig, Germany
  • Dr. Denis Poddubnyy, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Anne Regierer, DRFZ, Germany
  • Dr. Chiara Romagnani, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Dr. Dagmar Scheel-Toellner, Universität Birmingham, Germany
  • Maren Schmiester, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie, Germany
  • Dr. Alexander Scheffold, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Germany
  • Dr. Britta Siegmund, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Rene Toes and Dr. Ulrich Scherer, Leiden University Medical Centre, The Netherlands
  • Carl Weidinger, Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik I, Germany
  • Jakob Zimmermann, Universität Bern, Germany
Diese Arbeitsgruppe wird von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung gefördert
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  • Cossarizza A, Chang HD, Radbruch A et al Guidelines for the use of flow cytometry and cell sorting in immunological studies. Eur J Immunol. 2017 Oct;47(10):1584-1797. doi: 10.1002/eji.201646632.
  • Zimmermann J, Durek P, Kühl AA, Schattenberg F, Maschmeyer P, Siracusa F, Lehmann K, Westendorf K, Weber M, Riedel R, Müller S, Radbruch A, Chang HD. The intestinal microbiota determines the colitis-inducing potential of T-bet-deficient Th cells in mice. Eur J Immunol. 2018 Jan;48(1):161-167. doi: 10.1002/eji.201747100.
  • Chang HD, Tokoyoda K, Radbruch A. Immunological memories of the bone marrow. Immunol Rev. 2018 May;283(1):86-98. doi: 10.1111/imr.12656. Review.
  • Christian Neumann, Jonas Blume, Urmi Roy, Peggy P. Teh, Ajithkumar Vasanthakumar, Alexander Beller, Yang Liao, Frederik Heinrich, Teresita L. Arenzana, Jason A. Hackney, Celine Eidenschenk, Eric J. C. Gálvez, Christina Stehle, Gitta A. Heinz, Patrick Maschmeyer, Tom Sidwell, Yifang Hu, Derk Amsen, Chiara Romagnani, Hyun-Dong Chang, Andrey Kruglov, Mir-Farzin Mashreghi, Wei Shi, Till Strowig, Sascha Rutz, Axel Kallies and Alexander Scheffold; c-Maf-dependent Treg cell control of intestinal TH17 cells and IgA establishes host–microbiota homeostasis; Nature Immunology 2019
Diese Arbeitsgruppe wird von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung gefördert
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  • Rolf M. Schwiete Stiftung
  • TRR130 Teilprojekt 16 (Radbruch/Chang): Deciphering the Survival Code of Memory Plasma Cells and Memory B Cells
  • TRR241 Teilprojekt B03 (Radbruch/Chang): The intestinal epithelial cells in the dialogue between microbiota and the immune system
  • Rheumastiftung: Molecular adaptations of pathogenic memory T Helper cells in rheumatic inflammations
  • Pfizer: JAK/STAT inhibitors as a potential therapeutic treatment to specifically deplete plasma cells in the inflammatory niche of rheumatoid arthritis patients (WI221601)
  • RTCure: WP3 (Project leader Chang/Radbruch)
Diese Arbeitsgruppe wird von der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung gefördert
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