Dr. Julia Esser-von Bieren

Faszination Fresszellen

Dr. Julia Esser-von Bieren leitet die neue Nachwuchsgruppe „Angeborene Immunmodulation“ am Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM), einer Einrichtung des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München. Sie untersucht, warum manche Makrophagen dauerhaft aktiviert werden und Entzündungsprozesse triggern.

Bild: Dr. Julia Esser-von Bieren, Quelle: Helmholtz Zentrum München

Makrophagen sind Immunzellen, die akute Entzündungsantworten kontrollieren. Allerdings kann die permanente Aktivierung dieser Zellen auch zu chronischen Entzündungen führen. „Unsere Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass Makrophagen eine Schlüsselrolle in Typ 2-Immunantworten bei Allergien und Parasiteninfektionen spielen“, erzählt Julia Esser-von Bieren. Sie leitet die neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe* „Angeborene Immunmoldulation“ („Innate Immunomodulation“) am Helmholtz Zentrum München beziehungsweise an der Technischen Universität München. „Allerdings ist unklar, wie Makrophagen dauerhaft so umprogrammiert werden, dass sie zu chronischen Typ 2-Entzündungen beitragen.“ Daneben fehlen Ansätze, um die krankhafte Umprogrammierung von Makrophagen rückgängig zu machen.

Welche Faktoren steuern Makrophagen?

Jetzt begibt sich Esser-von Bieren auf die Spur bislang unbekannter Mechanismen. Methodisch arbeitet die Wissenschaftlerin mit modernsten Metabolom-, Transkriptom- und Epigenomanalysen. Sie will auch wissen, wie sich das Immunsystem so umprogrammieren lässt, dass Makrophagen wieder ihre normale Funktion erfüllen. „Unsere Arbeiten sollen so zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze beitragen“, so ihr Ziel.

„Mich fasziniert die Vielseitigkeit und Plastizität, also Veränderlichkeit, von Makrophagen“, erzählt Esser-von Bieren. Diese Zellen übernehmen unterschiedlichste Aufgaben, etwa bei Allergien. Reaktionsmuster des Immunsystems zur Abwehr von Würmern („Typ 2-Immunantworten“) kommen mit hinzu. Dabei reagiert unser Immunsystem in Rekordzeit auf Signale aus der Umwelt. Botenstoffe und der Stoffwechsel werden angepasst. „Viele Aspekte dieser Umprogrammierung sind aber gerade bei Allergien sehr schlecht verstanden“, weiß die Forscherin.

Zudem gibt es große Unterschiede zwischen Makrophagen von Mäusen und Menschen, wobei „der Fokus der Immunologie allzu oft auf der Maus liegt“. Esser von Bieren: „Mir ist es wichtig, mit meiner Forschung beim Patienten anzufangen und dann die Mechanismen im Modell zu entziffern, und nicht umgekehrt.“

Weitere Förderung

Um diese Fragen zu klären, arbeitet Esser-von Bieren mit etlichen Kooperationen zusammen. Jetzt fördert auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die Forschergruppe FOR2599 „Tissue type 2 immunity“ für zunächst drei Jahre mit 2,4 Millionen Euro. Gemeinsam mit Caspar Ohnmacht (ebenfalls IAF) wird Esser-von Bieren das Teilprojekt „Makrophagen-intrinsische Regulatoren der Typ 2 Entzündung” bearbeiten. Prof. Axel Roers, Direktor des Instituts für Immunologie der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden, ist Koordinator der Forschergruppe. Gemeinsam untersuchen die Wissenschaftler wünschenswerte Effekte von Typ 2-Immunantworten wie die Wundheilung und der Stoffwechselbalance. Sie verursachen aber auch Allergien und fördern das Tumorwachstum. 

Das Zentrum punktet mit translationalen Aspekten

Dass Esser-von Bierens Weg an das Helmholtz Zentrum München geführt hat, ist kein Zufall. „Als Postdoc habe ich den translationalen Aspekt, den ich während meiner Promotion am Karolinska Institut sehr geschätzt habe, etwas vermisst“, erzählt die Nachwuchsgruppenleiterin. „Daher war ich auf der Suche nach einem Zentrum, an dem ich translationale Forschung auf dem Gebiet der Allergie beziehungsweise Immunologie betreiben kann.“ Wichtig war ihr auch der Kontakt zu Patienten an einer Kliniken, wie es am ZAUM möglich ist. Auch das wissenschaftliche Umfeld in München hat sie überzeugt.

„Wertvoller Teil des Teams“

„Durch die exzellenten Studiengänge an den Münchner Universitäten und die Attraktivität von München findet man sehr leicht gute Doktoranden und Postdocs, die motiviert und gut ausgebildet sind“, so Esser-von Bieren. Ihr liegt die Betreuung des wissenschaftlichen Nachwuchses sehr am Herzen. „Mir ist besonders wichtig, die individuelle Betreuung so zu gestalten, dass jeder seine Stärken einsetzen kann und sich als wertvoller Teil des Teams wahrnimmt.“ Dabei sieht es sie es als ihren Auftrag an, Doktoranden dabei zu unterstützen, den für sie passenden beruflichen Weg einzuschlagen. „Das wird leider in der akademischen Forschung oft vernachlässigt“, weiß Esser-von Bieren.

Weitere Informationen

* Mit dem Helmholtz-Nachwuchsgruppen-Programm bietet die Helmholtz-Gemeinschaft international herausragenden Postdoktorandinnen und Postdoktoranden die Möglichkeit, eine eigene Forschungsgruppe aufzubauen. Bis zu 20 Nachwuchsgruppen werden im Januar jeden Jahres ausgeschrieben, in einem hochkompetitiven Auswahlverfahren vergeben und für sechs Jahre mit insgesamt mindestens 1,8 Mio. Euro gefördert.

Wichtige Publikationen

Dietz K, de los Reyes Jiménez M, Gollwitzer ES, Chaker A, Zissler UM, Rådmark OP, Baarsma HA, Königshoff M , Schmidt-Weber CB, Marsland BJ, Esser-von Bieren J , Age dictates a steroid resistant cascade of Wnt5a, transglutaminase-2 and leukotrienes in inflamed airways, J Allergy Clin Immunol. 2017, Apr;139(4):1343-1354.e6.

Esser-von Bieren J, Volpe B, Sutherland DB, Bürgi J, Verbeek JS, Marsland BJ, Urban JF, Harris NL. Immune antibodies and helminth products drive CXCR2-dependent macrophage-myofibroblast crosstalk to promote intestinal repair. PLoS Pathog. 2015, Mar;11(3):e1004778.

Esser-von Bieren J, Mosconi I, Guiet R, Piersgilli A, Volpe B, Chen F, Gause WC, Seitz A, Verbeek JS, Harris NL. Antibodies Trap Tissue Migrating Helminth Larvae and Prevent Tissue Damage by Driving IL-4Rα-Independent Alternative Differentiation of Macrophages. PLoS Pathog. 2013 Nov; 9(11): e1003771. 

Esser J, Gehrmann U, D'Alexandri FL, Hidalgo-Estévez AM, Wheelock CE, Scheynius A, Gabrielsson S, Rådmark O. Exosomes from human macrophages and dendritic cells contain enzymes for leukotriene biosynthesis and promote granulocyte migration. J Allergy Clin Immunol. 2010 Nov; 126(5):1032-40, 1040.e1-4.

Website:
Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Angeborene Immunmoldulation"