Klinik für Pädiatrische Rheumatologie und Immunologie

Arbeitsgruppe "Stress-Signale"

Bei Entzündungsprozessen wie zum Beispiel chronisch entzündlichen Darmerkrankungen und rheumatischen Erkrankungen werden eine Vielzahl von verschiedenen Signalmolekülen von sterbenden und aktivierten Zellen freigesetzt. Diese Moleküle signalisieren dem Immunsystem Gefahr und Zellstress. Unter den freigesetzten Molekülen sind neben „Alarminen“ (auch „damage associated molecular patterns“, DAMPs genannt) auch Purine zu finden. Ein wichtiger Vertreter ist ATP welches in hohen Konzentrationen in der Zelle vorkommt und unter physiologischen Bedingungen als eine Art Energiewährung fungiert. Sobald dieses aber freigesetzt wird führt es zur Aktivierung des Immunsystems. 

Ziel unserer Arbeitsgruppe ist, die Wirkung von Stress-Signalen auf den Phänotyp und die Funktionen von Zellen des angeborenen und erworbenen Immunsystems zu untersuchen. 

Der Fokus liegt hierbei auf:

  • dem besseren Verständnis der Wirkung von ATP und seinen Abbauprodukten auf Immunzellen;
  • der durch Stress-Signale vermittelten Kommunikation zwischen Immunzellen;
  • der Untersuchung von Rezeptoren und Zelloberflächenmolekülen die Stress-Signale in die Zelle vermitteln oder auch durch enzymatische Aktivität modifizieren;  
  • der Validierung und präklinischen Untersuchung von modifizierten Immunzellen für die Behandlung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen.

In inflammatory processes such as inflammatory bowel diseases (IBD) and rheumatic diseases (RD) a variety of different signaling molecules are released either by activated or dying cells. These molecules signal stress and danger to the immune system. Among the released molecules one can find co-called "alarmins" (also known as "damage-associated molecular patterns", short: "DAMPs") and also purines. One important member of the purines is ATP (adenosine triphosphate), which under normal physiological conditions can be found in high concentrations in living cells where it acts as a universal energy source. When ATP is released from the cells it is a potent activator of the immune system. The main goal of our group is to study the effects of stress signals for the phenotype and function of immune cells from the innate and adaptive immune system. 

Main focus here is on:

  • A better understanding of ATP and its metabolites but also their effects on immune cells;
  • Stress signal mediated communication between immune cells;
  • Investigation of receptors and surface molecules that modify or transport stress signals;
  • Validation of modified immune cells as well as preclinical studies for the treatment of IBD

Expertise und in Kooperation angebotene Techniken

1. Durchflusszytomtrie (3 Durchflusszytometer mit bis zu 13 Markern)

  • Phänotypische Charakterisierung von humanen und murinen Immunzellen
  • Bead-basierte Multiplexe (Legendplex)
  • Phosphorylierung von Proteinen
  • Zelltodmessung

2. Luminex

  • MAGpix mit bis zu 50 Parametern

3. HPLC basierte Messung von Purinen

  • ATP, ADP, AMP

4. Kleintier-Endoskopie mit Fluoreszenz

Web-Profile:

https://www.researchgate.net/profile/Toni_Weinhage

https://orcid.org/0000-0003-4337-9260

Ausgewählte Publikationen:

Aung, Thiha, Bjoern Chapuy, Daniel Vogel, Dirk Wenzel, Martin Oppermann, Marlen Lahmann, Toni Weinhage, et al. 2011. “Exosomal Evasion of Humoral Immunotherapy in Aggressive B-Cell Lymphoma Modulated by ATP-Binding Cassette Transporter A3.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America108 (37): 15336–41. doi:10.1073/pnas.1102855108.

Däbritz, Jan, Toni Weinhage, Georg Varga, Timo Wirth, Jan M. Ehrchen, Katarzyna Barczyk-Kahlert, Johannes Roth, Tobias Schwarz, and Dirk Foell. 2016. “Activation-Dependent Cell Death of Human Monocytes Is a Novel Mechanism of Fine-Tuning Inflammation and Autoimmunity.” European Journal of Immunology46 (8): 1997–2007. doi:10.1002/eji.201545802.

Däbritz, Jan*, Toni Weinhage*, Georg Varga, Timo Wirth, Karoline Walscheid, Anne Brockhausen, David Schwarzmaier, et al. 2015. “Reprogramming of Monocytes by GM-CSF Contributes to Regulatory Immune Functions during Intestinal Inflammation.” Journal of Immunology (Baltimore, Md. : 1950)194 (5): 2424–38. doi:10.4049/jimmunol.1401482.

Foell, Dirk, Helmut Wittkowski, Christoph Kessel, Aloys Lüken, Toni Weinhage, Georg Varga, Thomas Vogl, et al. 2013. “Proinflammatory S100A12 Can Activate Human Monocytes via Toll-like Receptor 4.” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine187 (12): 1324–34. doi:10.1164/rccm.201209-1602OC

Kessel, Christoph, Katrin Lippitz, Toni Weinhage, Claas Hinze, Helmut Wittkowski, Dirk Holzinger, Ndate Fall, Alexei A. Grom, Niklas Gruen, and Dirk Foell. 2017. “Proinflammatory Cytokine Environments Can Drive Interleukin-17 Overexpression by Γ/δT Cells in Systemic Juvenile Idiopathic Arthritis.” Arthritis & Rheumatology (Hoboken, N.J.)69 (7): 1480–94. doi:10.1002/art.40099.

Schwarzmaier, David, Dirk Foell, Toni Weinhage, Georg Varga, and Jan Däbritz. 2013. “Peripheral Monocyte Functions and Activation in Patients with Quiescent Crohn’s Disease.” Edited by T. Mark Doherty. PLoS ONE8 (4): e62761. doi:10.1371/journal.pone.0062761.

Walscheid, Karoline, Toni Weinhage, Dirk Foell, Carsten Heinz, Maren Kasper, and Arnd Heiligenhaus. 2016. “Phenotypic Changes of Peripheral Blood Mononuclear Cells upon Corticosteroid Treatment in Idiopathic Intermediate Uveitis.” Clinical Immunology (Orlando, Fla.)173 (October). doi:10.1016/j.clim.2016.10.013.

Weinhage, Toni, Jan Däbritz, Anne Brockhausen, Timo Wirth, Markus Brückner, Michael Belz, Dirk Foell, and Georg Varga. 2015. “Granulocyte Macrophage Colony-Stimulating Factor-Activated CD39(+)/CD73(+) Murine Monocytes Modulate Intestinal Inflammation via Induction of Regulatory T Cells.” Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology1 (4). Elsevier Inc: 433–449.e1. doi:10.1016/j.jcmgh.2015.04.005.

 

 
 
 
 

Arbeitsgruppe "Stress-Signale"

 

Group leader:
Dr. Toni Weinhage

Members:
Tristan Kölsche, MD candidate
Melanie Saers, MTA
Susanne Schleifenbaum, MTA
Nadine Neumann

Alumni:
Dr. Timo Wirth
Dr. Markus Brückner
Nadine Ludwig, MSc
Anne-Charlotte Antoni, MSc
Philipp Becker, MD candidate
David Schwarzmaier, MD candidate
Melanie Krause, BSc