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AG Prof. Dr. A. Bozec

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 BozecArbeitgruppenleiterin
Katerina KachlerPostdoktorandin
Tatiana Albarracin MeloPostdoktorandin
René PfeiflePostdoktorand
Christine ZechTechnische Assistentin
Franceska JelasTechnische Assistentin
Dalia Abu Hilalnaturwissenschaftliche Doktorandin
Nagham AlArawenaturwissenschaftliche Doktorandin
Mehdi Ali Pournaturwissenschaftlicher Doktorand
Sahar Asadi-Asadabadnaturwissenschaftliche Doktorandin
Ning Liumedizinische Doktorandin
Simrin Patraonaturwissenschaftliche Doktorandin
Yi Qinmedizinischer Doktorand
Mohammed Safhinaturwissenschaftlicher Doktorand
Jin Yuyangmedizinischer Doktorand
Forough SaberianTechnische Assistentin
Thamer Al HamadMasterstudent
Jasmin Hinzmedizinische Doktorandin
Leander Mollmedizinischer Doktorand
Claudia Sindermannmedizinische Doktorandin
Alina-Maria Zieglermedizinische Doktorandin
Carlo Turmedizinischer 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.
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