Department Umweltimmunologie

In den vergangenen Jahrzehnten ist die Häufigkeit von Allergien und anderen chronisch entzündlichen Erkrankungen dramatisch angestiegen. Verantwortlich dafür sind u. A. Umweltfaktoren, die zu Fehlregulationen von wichtigen Signalwegen führen und so zur Krankheitsentstehung beitragen. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch nicht vollständig erforscht. Derartige krankheitsprägende Einflüsse von Umweltbelastungen scheinen vor allem während der perinatalen Phase (sprich in der Schwangerschaft und in der frühen postnatalen Entwicklung) stattzufinden. Doch welche Belastungen sind für wen in welcher Lebensphase kritisch? Und welche molekularen Mechanismen liegen dem zugrunde? Welche Rolle spielen Immunzellen und das Mikrobiom dabei? Diesen wichtigen Fragen widmet sich das Department Ummweltimmunologie am UFZ Leipzig.

Entscheidend für die Entwicklung von geeigneten Strategien zur Diagnostik und Therapie, insbesondere aber auch zur Prävention von umweltassoziierten Erkrankungen auf individueller Ebene, ist ein umfassendes Verständnis darüber, über welche Mechanismen und in welchen sensiblen Zeitfenstern Umweltfaktoren möglicherweise zur Krankheitsentstehung beitragen können. Dabei ist es wichtig, die gesamte Kette an Ereignissen zu betrachten: von der individuellen komplexen Exposition gegenüber vielfältigen Umweltbelastungen, deren Einfluss auf molekulare Signalwege und zelluläre Funktionen bis hin zu den resultierenden Effekten im Gesamtorganismus.

Die Zeit im mütterlichen Leib ist eine kritische Phase für die Entwicklung und die Plazenta ein außerordentlich wichtiges Organ, welches für die Entstehung von späteren chronischen Krankheiten entscheidend ist. Das adaptive mütterliche Immunsystem ist entscheidend für den Aufbau der Toleranz gegenüber dem Fötus während der Schwangerschaft und für die Aufrechterhaltung des immunologischen Gleichgewichtes zwischen Mutter und Kind. Das angeborene Immunsystem hingegen übernimmt vorrangig Aufgaben bei der Gewebeumwandlung in der Plazenta und sichert somit die ausreichende Nährstoffversorgung des Kindes. Beide Arme des Immunsystems können durch Umweltchemikalien negativ beeinflusst werden und somit das Wachstum des Fötus stören. Das Immunsystem des Ungeborenen wiederum reagiert in der Reifungsphase vor der Geburt sowie in der frühen Kindheit besonders sensibel auf Umweltbelastungen. Unsere Forschungen im Department Umweltimmunologie konzentrieren sich deshalb auf dieses sensible Zeitfenster. Wir nutzen Populations-basierte Kohortenstudien wie die LISAplus-Studie, eine multizentrische deutsche Geburtskohorte, und die LINA-Studie, eine Mutter-Kind-Kohorte, um zu untersuchen, wie Umweltbelastungen und insbesondere Chemikalien in der Prä- und frühen Postnatalphase die Reifung des Immunsystems und die Konsequenzen einer durch Umweltbelastungen veränderten Immunregulation für Erkrankungen später im Leben der Kinder beeinflussen. Liegen aus den Kohortenstudien Hinweise auf Erkrankungsrisiken durch bestimmte Chemikalien oder Schadstoffe vor, werden zellbasierte und in-vitro-Modelle eingesetzt, um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen aufzuklären und fehlregulierte Signalwege zu identifizieren. Weiterhin nutzen wir komplexe in-vivo-Modelle, um den Einfluss von Umweltbelastungen auf physiologische Mechanismen bis hin zu Krankheitsentstehung auch generationsübertragend zu erforschen. Diese Modelle dienen vor allem dazu, die molekularen Mechanismen zu verstehen und Möglichkeiten für Prävention und Therapie zu testen.

Die Identifizierung von gesundheitsschädigenden Umweltbelastungen und die Aufklärung der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen liefern die wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung von neuen, effizienteren diagnostischen und therapeutischen Ansätzen sowie individuell basierten Präventionsstrategien. Durch den Fokus auf insbesondere chemikalienbedingte Gesundheitseffekte unterstützen wir die UFZ-Strategie einer integrierten Risikobewertung von Chemikalien im Hinblick auf Risiken für Mensch und Ökosystem.