AG Immunodynamik und Molekulare Evolution

Zielsetzung

Wir erforschen, wie sich adaptive Immunantworten und Antigene über verschiedene Ebenen und Skalen hinweg anpassen. Unser Ziel ist es, die mechanistischen und evolutionären Faktoren zu verstehen, die B-Zell-Antworten und Antigen-Eigenschaften formen und herauszufinden, unter welchen Bedingungen sich adaptive Immunantworten umlenken lassen.

Forschungsschwerpunkte

Ein zentraler Fokus unserer Forschung liegt auf der B-Zell-Repertoireentwicklung und den Selektionsprozessen, die bestimmen, welche Antikörperantworten sich im Laufe einer Immunreaktion durchsetzen. Dabei untersuchen wir, warum bestimmte Epitope bevorzugt erkannt werden (Immunodominanz) und wie vergangene Immunreaktionen spätere Immunantworten beeinflussen (immunologische Prägung). Diesen Fragestellungen gehen wir unter anderem im Kontext viraler Infektionen wie Influenza nach.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der molekularen und funktionellen Evolution von Antigenen. Wir erforschen, wie strukturelle und funktionelle Einschränkungen, epistatische Effekte und Immundruck die langfristig zugänglichen Evolutionspfade viraler und tumorassoziierter Antigene bestimmen. Ziel ist es, zu verstehen, wie Immunflucht, Antigenfunktion und evolutionäre Anpassung miteinander verknüpft sind und welche Konsequenzen dies für die Vorhersagbarkeit der Antigenentwicklung hat.

Darüber hinaus befassen wir uns mit der systemischen Organisation von B-Zell-Antworten über verschiedene Gewebe und Krankheitskontexte hinweg. Durch vergleichende Analysen von B-Zell-Repertoires in Blut, lymphatischen Organen und tertiären lymphatischen Strukturen in Tumoren untersuchen wir zum Beispiel, wie lokale und systemische Selektionsprozesse zusammenspielen und welche gemeinsamen Prinzipien der B-Zell-Selektion bei Infektionskrankheiten und Krebs existieren.

Aufbauend auf diesen mechanistischen und evolutionären Erkenntnissen entwickeln wir konzeptionelle Ansatzpunkte mit translationaler Perspektive. Die Isolation und funktionelle Charakterisierung monoklonaler Antikörper sowie die Identifikation immunologisch relevanter Antigene und Epitopstrukturen bilden dabei die Grundlage für langfristige Strategien, mit denen Immunantworten rational gesteuert und gezielt umgelenkt werden können.

Methodisch verbinden wir experimentelle Immunologie mit Hochdurchsatz-Repertoire- und Antigenanalysen, biochemischer Charakterisierung sowie computergestützter Modellierung und ausgewählten Ansätzen des maschinellen Lernens, um Immunantworten und Antigenentwicklung auf molekularer und funktioneller Ebene zu erfassen.

Publikationen