Osteoimmunologie
Auflösung des entzündlichen Knochenverlusts bei Autoimmunerkrankungen
Leitung: Prof. Dr. rer. nat. Aline Bozec
Der Forschungsschwerpunkt des Bozec-Labors liegt auf der Aufklärung der zellulären und molekularen Mechanismen, die das Knochenmark bei Krankheiten wie rheumatoider Arthritis, Osteoporose und Krebsmetastasen verändern. Mithilfe von in vitro- und in vivo-Modellen, in denen gezielt bestimmte Genfunktionen ausgeschaltet oder verstärkten werden, konnten wir die wichtige Rolle des Immunsystems bei der Differenzierung von Knochenzelltypen wie Osteoklasten und Osteoblasten aufdecken.
Derzeit konzentriert sich unser Interesse auf die Untersuchung der molekularen Mechanismen, durch die:
- veränderte Transkriptionsfaktoren AP-1 und HIFs-Signale in Immunzellen die adaptive Immunität, Entzündungen und die Knochenhomöostase beeinflussen, und
- die molekulare Verbindung zwischen dem Absterben von Knochenosteozyten und der CLR-abhängigen Aktivität von myeloischen Zellen klären.
- Blackbox Osteozyten: Rolle bei Knochenresorption
Wir konnten bereits nachweisen, dass die Zellreste, die aus den Knochenzellen der Osteozyten freigesetzt werden, die Knochenresorption wirksam anregen. Nun versuchen wir, zu verstehen, wie die Knochenzellen der Osteozyten absterben, und herauszufinden, was die verstärkte Knochenzerstörung bei Frakturen, Osteonekrose und Arthritis antreibt.
- HIF-1α: Molekularer Schalter von Metabolismus, Plasmazellhomöostase und Entzündung
Wir untersuchen, ob die durch Hypoxie in den B-Zellen und Plasmazellen des Darms hervorgerufenen Veränderungen einen Schutz vor Infektionen bieten. Dabei analysieren wir die Rolle der hypoxisch bedingten Veränderungen in Plasmazellen sowohl im Rahmen der allgemeinen Zellfunktion als auch während der Immunantwort. Im Fokus steht HIF-1α, der den glykolytischen Stoffwechsel in B-Zellen fördert und dadurch eine entzündungshemmende Wirkung entfaltet.
Unsere bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass Östrogen die Differenzierung und Aktivität knochenresorbierender Zellen durch eine gezielte Beeinflussung von B-Zellen fördert. Im nächsten Schritt wollen wir den molekularen Mechanismus aufklären, durch den östrogen-aktivierte B-Zellen die Verbindung zwischen Autoimmunentzündungen und Knochenverlust herstellen. Darüber hinaus untersuchen wir den Fettsäure-Stoffwechsel und das Fettsäure-Signaling in B-Zellen, da diese Prozesse essenziell für die Regulation der Zellfunktion und die Steuerung immunologischer Signalwege sind.
- Ungenutztes Potenzial: Eosinophile als therapeutische Option bei entzündlicher Arthritis
Durch die Kombination eines allergischen Krankheitsmodells wie Asthma mit entzündlicher Arthritis konnten wir zeigen, dass eine bestimmte Gruppe von Eosinophilen zur Heilung der Arthritis beiträgt. Nun möchten wir herausfinden, wie sich die heilende Wirkung dieses Zelltyps gezielt verstärken lässt. Dazu erforschen wir die molekularen Mechanismen, die die Differenzierung dieser Eosinophilen steuern. Zudem analysieren wir die Rolle metabolischer Faktoren in diesem Prozess. Abschließend streben wir an, diese Erkenntnisse auf den Menschen zu übertragen.
- Darmepithel-Zelltod: Modulator von Dysbiose, Autoimmunität und Arthritisentstehung
Wir konnten bereits zeigen, dass hypoxische Transkriptionsfaktorproteine die intestinale Barriere beeinflussen und dass diese Barriere-Funktion bei experimenteller Arthritis gestört ist. Als Nächstes wollen wir den Zusammenhang zwischen dem durch Hypoxie ausgelösten Zelltod des Epithels und der Pathogenese der Arthritis genauer untersuchen.
Aline Bozec | Arbeitgruppenleiterin |
Katerina Kachler | Postdoktorandin |
Tatiana Albarracin Melo | Postdoktorandin |
René Pfeifle | Postdoktorand |
Christine Zech | Technische Assistentin |
Franceska Jelas | Technische Assistentin |
Dalia Abu Hilal | naturwissenschaftliche Doktorandin |
Nagham AlArawe | naturwissenschaftliche Doktorandin |
Mehdi Ali Pour | naturwissenschaftlicher Doktorand |
Sahar Asadi-Asadabad | naturwissenschaftliche Doktorandin |
Ning Liu | medizinische Doktorandin |
Simrin Patrao | naturwissenschaftliche Doktorandin |
Yi Qin | medizinischer Doktorand |
Mohammed Safhi | naturwissenschaftlicher Doktorand |
Jin Yuyang | medizinischer Doktorand |
Forough Saberian | Technische Assistentin |
Thamer Al Hamad | Masterstudent |
Jasmin Hinz | medizinische Doktorandin |
Leander Moll | medizinischer Doktorand |
Claudia Sindermann | medizinische Doktorandin |
Alina-Maria Ziegler | medizinische Doktorandin |
Carlo Tur | medizinischer Doktorand |
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Einzelantrag "Charakterisierung der pro-resolvierenden Eosinophilen-Untergruppe bei menschlicher Arthritis und ihre Regulierung durch antirheumatische Behandlung“
GRK 2740 "Bakterielle Infektion induziert HIF-1a, das den glykolytischen Fluss für den Wechsel der IgA-Klasse vermittelt" (2022-2027)
GRK 2599 "Hypoxie-induzierbarer Faktor-1a (HIF-1a), ein molekularer Schalter zur Kontrolle der Plasmazellen-Homöostase" (2020-2025)
FOR 2886 - PANDORA "Zelltod von Darmepithelzellen als Modulator der Darmdysbiose, der systemischen Autoimmunität und der Entstehung von Arthritis" (2022-2025)
SFB/TRR 369 DIONE - entzündungsbedingte Knochendegeneration (2024 - 2027)
European Commission
ERC-Consolidator Grant "ODE - Unknown functions of Osteocyte DEath." (2021-2026)
Müller F, Taubmann J, Bucci L, Wilhelm A, Bergmann C, Völkl S, Aigner M, Rothe T, Minopoulou I, Tur C, Knitza J, Kharboutli S, Kretschmann S, Vasova I, Spoerl S, Reimann H, Munoz L, Gerlach RG, Schäfer S, Grieshaber-Bouyer R, Korganow AS, Farge-Bancel D, Mougiakakos D, Bozec A, Winkler T, Krönke G, Mackensen A, Schett G. CD19 CAR T-Cell Therapy in Autoimmune Disease - A Case Series with Follow-up. N Engl J Med. 2024 Feb 22;390(8):687-700. doi: 10.1056/NEJMoa2308917. PubMed PMID: 38381673. |
Andreev D, Kachler K, Liu M, Chen Z, Krishnacoumar B, Ringer M, Frey S, Krönke G, Voehringer D, Schett G, Bozec A. Eosinophils preserve bone homeostasis by inhibiting excessive osteoclast formation and activity via eosinophil peroxidase. Nat Commun. 2024 Feb 5;15(1):1067. doi: 10.1038/s41467-024-45261-8. PubMed PMID: 38316791; PubMed Central PMCID: PMC10844633 |
Lyu P, Wen J, Zhang W, Liu N, Stolzer I, Gießl A, Jia Y, Mauro D, Zhang F, Ciccia F, Soulat D, Günther C, Schett G, Bozec A. Expression of HIF1α in intestinal epithelium restricts arthritis inflammation by inhibiting RIPK3-induced cell death machinery. Ann Rheum Dis. 2024 Jul 15;83(8):984-997. doi: 10.1136/ard-2023-224491. PMID: 38503474. |
Cao S, Li Y, Song R, Meng X, Fuchs M, Liang C, Kachler K, Meng X, Wen J, Schlötzer-Schrehardt U, Taudte V, Gessner A, Kunz M, Schleicher U, Zaiss MM, Kastbom A, Chen X, Schett G, Bozec A. L-arginine metabolism inhibits arthritis and inflammatory bone loss. Ann Rheum Dis. 2024 Jan 2;83(1):72-87. doi: 10.1136/ard-2022-223626. PubMed PMID: 37775153; PubMed Central PMCID: PMC10803985. |
Lyu P, Wen J, Zhang W, Liu N, Stolzer I, Gießl A, Jia Y, Mauro D, Zhang F, Ciccia F, Soulat D, Günther C, Schett G, Bozec A. Expression of HIF1α in intestinal epithelium restricts arthritis inflammation by inhibiting RIPK3-induced cell death machinery. Ann Rheum Dis. 2024 Jul 15;83(8):984-997. doi: 10.1136/ard-2023-224491. PMID: 38503474. |
Taubmann J, Müller F, Yalcin Mutlu M, Völkl S, Aigner M, Bozec A, Mackensen A, Grieshaber-Bouyer R, Schett G. CD19 Chimeric Antigen Receptor T Cell Treatment: Unraveling the Role of B Cells in Systemic Lupus Erythematosus. Arthritis Rheumatol. 2023 Dec 19;. doi: 10.1002/art.42784. [Epub ahead of print] Review. PubMed PMID: 38114423. |
Sonomoto K, Song R, Eriksson D, Hahn AM, Meng X, Lyu P, Cao S, Liu N, Taudte RV, Wirtz S, Tanaka Y, Winkler TH, Schett G, Soulat D, Bozec A. High-fat-diet-associated intestinal microbiota exacerbates psoriasis-like inflammation by enhancing systemic γδ T cell IL-17 production. Cell Rep. 2023 Jul 25;42(7):112713. doi: 10.1016/j.celrep.2023.112713. Epub 2023 Jul 7. PubMed PMID: 37421628; PubMed Central PMCID: PMC10391630 |
Lai C, Heinemann J, Schleicher U, Schett G, Bogdan C, Bozec A, Soulat D. Chronic Systemic Infection of Mice with Leishmania infantum Leads to Increased Bone Mass. J Bone Miner Res. 2023 Jan;38(1):86-102. doi: 10.1002/jbmr.4733. Epub 2022 Nov 16. PubMed PMID: 36332102. |
Lai C, Heinemann J, Schleicher U, Schett G, Bogdan C, Bozec A, Soulat D. Chronic Systemic Infection of Mice with Leishmania infantum Leads to Increased Bone Mass. J Bone Miner Res. 2023 Jan;38(1):86-102. doi: 10.1002/jbmr.4733. Epub 2022 Nov 16. PubMed PMID: 36332102. |
Sommer J, Ehnis H, Seitz T, Schneider J, Wild AB, Moceri S, Buechler C, Bozec A, Weber GF, Merkel S, Beckervordersandforth R, Steinkasserer A, Schüle R, Trebicka J, Hartmann A, Bosserhoff A, von Hörsten S, Dietrich P, Hellerbrand C. Four-and-a-Half LIM-Domain Protein 2 (FHL2) Induces Neuropeptide Y (NPY) in Macrophages in Visceral Adipose Tissue and Promotes Diet-Induced Obesity. Int J Mol Sci. 2023 Oct 6;24(19). doi: 10.3390/ijms241914943. PubMed PMID: 37834391; PubMed Central PMCID: PMC10573629 |
Cao S, Li Y, Song R, Meng X, Fuchs M, Liang C, Kachler K, Meng X, Wen J, Schlötzer-Schrehardt U, Taudte V, Gessner A, Kunz M, Schleicher U, Zaiss MM, Kastbom A, Chen X, Schett G, Bozec A. L-arginine metabolism inhibits arthritis and inflammatory bone loss. Ann Rheum Dis. 2024 Jan 2;83(1):72-87. doi: 10.1136/ard-2022-223626. PubMed PMID: 37775153; PubMed Central PMCID: PMC10803985. |
Kohl L, Siddique MNAA, Bodendorfer B, Berger R, Preikschat A, Daniel C, Ölke M, Liebler-Tenorio E, Schulze-Luehrmann J, Mauermeir M, Yang KT, Hayek I, Szperlinski M, Andrack J, Schleicher U, Bozec A, Krönke G, Murray PJ, Wirtz S, Yamamoto M, Schatz V, Jantsch J, Oefner P, Degrandi D, Pfeffer K, Mertens-Scholz K, Rauber S, Bogdan C, Dettmer K, Lührmann A, Lang R. Macrophages inhibit Coxiella burnetii by the ACOD1-itaconate pathway for containment of Q fever. EMBO Mol Med. 2023 Feb 8;15(2):e15931. doi: 10.15252/emmm.202215931. Epub 2022 Dec 7. PMID: 36479617; PMCID: PMC9906395 |
Lai C, Heinemann J, Schleicher U, Schett G, Bogdan C, Bozec A, Soulat D. Chronic Systemic Infection of Mice with Leishmania infantum Leads to Increased Bone Mass. J Bone Miner Res. 2023 Jan;38(1):86-102. doi: 10.1002/jbmr.4733. Epub 2022 Nov 16. PubMed PMID: 36332102. |
Zhang W, Lyu P, Andreev D, Jia Y, Zhang F, Bozec A. Hypoxia-immune-related microenvironment prognostic signature for osteosarcoma. Front Cell Dev Biol. 2022;10:974851. doi: 10.3389/fcell.2022.974851. eCollection 2022. PubMed PMID: 36578780; PubMed Central PMCID: PMC9791087. |
Qin Y, Cai ML, Jin HZ, Huang W, Zhu C, Bozec A, Huang J, Chen Z. Age-associated B cells contribute to the pathogenesis of rheumatoid arthritis by inducing activation of fibroblast-like synoviocytes via TNF-α-mediated ERK1/2 and JAK-STAT1 pathways. Ann Rheum Dis. 2022 Nov;81(11):1504-1514. doi: 10.1136/ard-2022-222605. Epub 2022 Jun 27. PubMed PMID: 35760450. |
Groetsch B, Schachtschabel E, Tripal P, Schmid B, Smith AS, Schett G, Bozec A. Inflammatory activation of the FcγR and IFNγR pathways co-influences the differentiation and activity of osteoclasts. Front Immunol. 2022;13:958974. doi: 10.3389/fimmu.2022.958974. eCollection 2022. PubMed PMID: 36148242; PubMed Central PMCID: PMC9486546. |
Andreev D, Kachler K, Schett G, Bozec A. Rheumatoid arthritis and osteoimmunology: The adverse impact of a deregulated immune system on bone metabolism. Bone. 2022 Sep;162:116468. doi: 10.1016/j.bone.2022.116468. Epub 2022 Jun 8. Review. PubMed PMID: 35688359. Royzman D, Andreev D, Stich L, Peckert-Maier K, Wild AB, Zinser E, Mühl-Zürbes P, Jones E, Adam S, Frey S, Fuchs M, Kunz M, Bäuerle T, Nagel L, Schett G, Bozec A, Steinkasserer A. The soluble CD83 protein prevents bone destruction by inhibiting the formation of osteoclasts and inducing resolution of inflammation in arthritis. Front Immunol. 2022;13:936995. doi: 10.3389/fimmu.2022.936995. eCollection 2022. PubMed PMID: 36003376; PubMed Central PMCID: PMC9393726. |
Li Y, Cao S, Gaculenko A, Zhan Y, Bozec A, Chen X. Distinct Metabolism of Bone Marrow Adipocytes and their Role in Bone Metastasis. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:902033. doi: 10.3389/fendo.2022.902033. eCollection 2022. Review. PubMed PMID: 35800430; PubMed Central PMCID: PMC9253270. |
Wen J, Lyu P, Stolzer I, Xu J, Gießl A, Lin Z, Andreev D, Kachler K, Song R, Meng X, Cao S, Guggino G, Ciccia F, Günther C, Schett G, Bozec A. Epithelial HIF2α expression induces intestinal barrier dysfunction and exacerbation of arthritis. Ann Rheum Dis. 2022 Jun 16;. doi: 10.1136/annrheumdis-2021-222035. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 35710307. |
Gregoric G, Gaculenko A, Nagel L, Popp V, Maschauer S, Prante O, Saake M, Schett G, Uder M, Ellmann S, Bozec A, Bäuerle T. Non-Invasive Characterization of Experimental Bone Metastasis in Obesity Using Multiparametric MRI and PET/CT. Cancers (Basel). 2022 May 18;14(10). doi: 10.3390/cancers14102482. PubMed PMID: 35626085; PubMed Central PMCID: PMC9139574. |
Meng X, Lin Z, Cao S, Janowska I, Sonomoto K, Andreev D, Katharina K, Wen J, Knaup KX, Wiesener MS, Krönke G, Rizzi M, Schett G, Bozec A. Estrogen-mediated downregulation of HIF-1α signaling in B lymphocytes influences postmenopausal bone loss. Bone Res. 2022 Feb 17;10(1):15. doi: 10.1038/s41413-022-00189-x. PubMed PMID: 35177582; PubMed Central PMCID: PMC8854586. |
Marino S, Hannemann N, Bishop RT, Zeng F, Carrasco G, Meurisse S, Li B, Sophocleous A, Sparatore A, Baeuerle T, Vukicevic S, Auberval M, Mollat P, Bozec A, Idris AI. Anti-inflammatory, but not osteoprotective, effect of the TRAF6/CD40 inhibitor 6877002 in rodent models of local and systemic osteolysis.Biochem Pharmacol. 2022 Jan;195:114869. doi: 10.1016/j.bcp.2021.114869. Epub 2021 Dec 8. PubMed PMID: 34896056. |
PubMed Publikationsliste von Prof. Dr. Aline Bozec