Atemwegsforschung

Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

Immunpharmakologie und -toxikologie

Immuntoxische Substanzen wie z. B. Chemikalien, Pestizide oder Arzneimittel können die Funktionsweise des Immunsystems nachteilig beeinflussen. Bekannte Folgen sind eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen oder Tumore durch Unterdrückung der humoralen und/oder zellulären Immunität (Immunsuppression), Autoimmunerkrankungen, chronische Entzündungen oder die Entstehung von Allergien.

Aus diesen Gründen gewinnt die frühzeitige Abschätzung der Immuntoxizität von Substanzen in präklinischen Studien zur Produktsicherheit immer mehr an Bedeutung. Das zeigt sich auch in entsprechenden Richtlinien der EMEA/FDA (ICH S8) oder OECD. Immuntoxische Bewertungen werden damit teilweise verpflichtend (ICH/EMEA/FDA S8). Zumeist empfiehlt sich ein standardisiertes Vorgehen in zwei Stufen. In Phase 1 werden zusätzliche immuntoxikologische Untersuchungen in eine Standard-28-Tage-Studie (»repeated dose toxicity«) nach z. B. Guideline OECD 407 integriert. Zusätzliche Immuntoxizitätsstudien (z. B. TDAR Assay oder Immunphänotypisierung) werden nur durchgeführt, wenn sich entweder in Phase 1 oder bereits vorher konkrete Hinweise auf immuntoxische Effekte ergeben haben.

Unsere Expertise umfasst dabei das volle Spektrum immunologischer Testsysteme, von Routineanwendungen bis hin zu sehr speziellen Assays, die nur für einzelne Fragestellungen genutzt werden. In diesem Zusammenhang entwickelt das Fraunhofer ITEM auch In-vivo-, In-vitro- und Ex-vivo-Prüfsysteme, die für immuntoxische Bewertungen eingesetzt werden, und beteiligt sich in Ringstudien an der Entwicklung und Validierung neuer Assays.

Das Fraunhofer ITEM bietet in einem integrierten Ansatz eine breite Vielzahl immunologischer Assays an, die für umfassende Immuntoxizitätsstudien erforderlich sind. Alle Arbeiten führen wir nach den Richtlinien der »Guten Labor Praxis« (GLP) durch. Unsere interne Qualitätssicherung garantiert für die Integrität der Arbeiten.

Weitere Informationen

Arbeitsgebiete

  • Untersuchungen zum immunstimulierenden bzw. -inhibierenden Potenzial von Chemikalien und Arzneimitteln
  • Immuntoxikologische Untersuchungen nach Richtlinien des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) sowie OECD, EMA und FDA
  • Immuntoxikologische Prüfungen für die Zulassung von biotechnologisch hergestellten Medikamenten, z.B. im Rahmen einer Standard-28-Tage-Studie ("repeated dose toxicity")

Methoden

Tiermodelle

  • Lokaler Lymphknoten-Test (LLNA) in Maus
  • Poplitealer Lymphknoten-Test (PLNA) in Maus
  • Bakterielle (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes), fungale (Aspergillus fumigatus) und virale (Cytomegalie-Virus) Infektionsmodelle der Lunge (Maus und Ratte)
  • Tiermodell für die Endotoxin-(LPS)-induzierte akute Entzündung der Lunge
  • Asthmamodelle

Funktionelle Prüfungen

  • Induktion einer T-Zell-abhängigen Antikörper-Antwort (TDAR) mit KLH in Ratte
  • Schaf-Erythrozyten-Test (SRBC)
  • Bestimmung der Aktivität von NK-Zellen im 51Cr-Zytotoxizitätstest
  • Mitogen-stimulierte Proliferation von Lymphozyten
  • Funktionsuntersuchungen von Immunzellen (Sauerstoffradikalbildung, Phagozytose, NK-Aktivitätsassay, Zytokinfreisetzung etc.)

Zell- und Gewebekulturverfahren

  • Kultivierung von Immun- und Epithelzelllinien aus Tier und Mensch
  • Gewinnung und Kultivierung von Primärzellkulturen aus der Lunge (z.B. Makrophagen, Typ-II-Pneumozyten)
  • Anfertigung und Kultivierung von vitalen Lungenschnitten (Precision-cut lung slices, PCLS) von Maus, Ratte, Affe und Mensch

Weitere Methoden

  • Organgewichte und Histopathologie lymphatischer Gewebe
  • Hämatologie
  • Quantifizierung von Zytokinen, Globulinen und Immunglobulinen mit ELISA, MSD und Luminex
  • Komplement-Aktivierung
  • Antikörper-Monitoring (Immunogenität)
  • Neutralisierungs-Assays
  • Evaluierung immunologischer Marker (Immunhistochemie)
  • Hämatologie und klinische Chemie (Immunpathologie)
  • Proliferationstests (MTT, XTT, 3H-Thymidin)
  • Mitogen-stimulierte Proliferation von Lymphozyten
  • Zytotoxizitätstests
  • Messung von ROS
  • Immunophänotypisierung und ggf. Zellsortierung: Messung von Expressionsmustern von Oberflächenantigenen mittels Durchflusszytometrie und Immunhistochemie auf Immunzellen aus peripherem Blut, bronchoalveolärer Lavage oder anderen Organen
  • Immunhistochemische und immunzytochemische Analysen im konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop
  • Bestimmung löslicher Mediatoren in Zellkultur und bronchoalveolärer Lavage mit ELISA oder Bioassay

 

 

Projekte

  • Immuntoxikologische Untersuchungen im Rahmen von Inhalationstoxizitätsstudien
  • Testung von Arzneimitteln in murinen Lungeninfektionsmodellen
  • Weiterentwicklung und Validierung des lokalen Lymphknoten-Assays
  • Weiterentwicklung von Ex-vivo-Methoden, wie z. B. »Precision-cut lung slices« aus Maus, Ratte, Affe und Mensch