LISE – Langfristige Immunantwort älterer Individuen gegen SARS-CoV-2

Projektleiter: Prof. Dr. Jochen Hühn

Schlüsselbereiche

  • Antivirale Strategien: Wirk- und Impfstoffe, Antikörper
  • Digitale Infektionsmedizin: Individualisierte Patientenversorgung
  • Pathophysiologie: Immunmodulation und -kontrolle

Wer war beteiligt?

  • Prof. Dr. Jochen Hühn (Projektleiter, HZI)
  • Prof. Dr. Reinhold Förster (MHH)
  • Prof. Dr. Yang Li, (HZI, CiiM)
  • Prof. Dr. Thomas Illig (HUB)
  • Prof. Dr. Stefan Pöhlmann (DPZ)
  • Dr. Lennart Rösner (MHH)
  • Prof. Dr. med. Thomas Werfel (MHH)

Was war das Ziel?

Ältere Individuen sind besonders anfällig für Infektionen mit SARS-CoV-2 und haben ein höheres Risiko für einen schwereren Verlauf von COVID-19. Trotz einiger wichtiger Erkenntnisse aus der jüngeren Vergangenheit sind die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen noch nicht genau verstanden. In diesem Projekt wollen wir die Stärke und Dauer der zellulären und humoralen Immunantwort von älteren Individuen aus Niedersachsen, die im Rahmen der Senior Individuals Kohorte des Exzellenzclusters RESIST rekrutiert wurden, sowie die Dynamik der Abnahme dieser Immunantwort mithilfe von Multi-Omics-Analysen untersuchen, um ein umfassendes Bild der Immunantwort von älteren Individuen gegen SARS-CoV-2 zu generieren.

Das wurde erreicht:

Ältere Menschen sind einem besonders hohen Risiko für tödliche Infektionen durch Atemwegserreger wie Influenzaviren ausgesetzt. Auch während der jüngsten SARS-CoV-2-Pandemie waren ältere Individuen sehr anfällig für die Entwicklung schwerer Verläufe von COVID-19. Mehrere Faktoren tragen zur hohen Anfälligkeit älterer Menschen bei, beispielsweise die Auslösung schwacher und beeinträchtigter Immunantworten nach einer Impfung oder Infektion. Unser Projekt zielt darauf ab zu verstehen, warum ältere Menschen nach der Impfung nur eingeschränkt schützende Immunantworten aufbauen. Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, Impfungen dahingehend zu optimieren, die Immunantwort insbesondere bei älteren Menschen zu stärken.

In diesem Zusammenhang haben wir die Antikörperantwort sowie die zelluläre Immunantwort nach der COVID-19-Impfung bei älteren Menschen analysiert und diese mit jüngeren Personen verglichen. Dazu haben wir die neutralisierenden Antikörper quantifiziert und festgestellt, dass die neutralisierenden Antikörper gegen den Ursprungs-SARS-CoV-2-Stamm und auch gegen die Omicron-Varianten sowohl mit zunehmendem Alter als auch mit der Zeit nach der Impfung abnahmen. Darüber hinaus haben wir die Zusammensetzung der Immunzellen im Blut mithilfe der spektralen Durchflusszytometrie tiefgehend analysiert. Dabei haben wir beobachtet, dass vielfältige Subpopulationen von T-Zellen und B-Zellen mit dem Alter abnahmen, wohingegen angeborene Immunzellpopulationen wie natürliche Killerzellen und Monozyten mit dem Alter zunahmen. Zusätzlich haben wir noch Zellen des peripheren Blutes mit Antigenen von SARS-CoV-2 sowie verschiedenen Stimuli anderer Erreger stimuliert und anschließend die Sekretion von Botenstoffen (Zytokine und Chemokine) sowie das globale Genexpressionsprofil gemessen. Diese Daten werden uns die Identifikation der molekularen Mechanismen erlauben, die einer schwachen Immunantwort in älteren Menschen zugrunde liegen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere neuen Erkenntnisse bezüglich der veränderten Zusammensetzung der Immunzellpopulationen in älteren Menschen und der veränderten Immunantwort nach Stimulation mit verschiedenen Erregern die Entwicklung von verbesserten Impfstoffen für ältere Menschen unterstützen wird, die gezielter auf die Immunzellpopulationen abzielen, die für den Aufbau einer schützenden und langanhaltenden Immunantwort erforderlich sind.

Publikationen

  • Altered and allele-specific open chromatin landscape reveals epigenetic and genetic regulators of innate immunity in COVID-19. Zhang, B., Zhang, Z., Koeken, V.A.C.M., Kumar, S., Aillaud, M., Tsay, H.-C., Liu, Kraft, A.R.M., Soon, C.F., Odak, I., Bošnjak, B., Vlot, A., Deutsche COVID-19 OMICS Initiative (DeCOI), Swertz, M.A., Ohler, U., Geffers, R., Illig, T., Huehn, J., Saliba, A.E., Sander, L.E., Förster, R., Xu, C.-J., Cornberg, M., Schulte, L.N., Li, Y. Cell Genomics, December 2, 2022. https://doi.org/10.1016/j.xgen.2022.100232

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