AK Veterinary Immunology DGfI Study Groups

Cattle, sheep, goat

Wiederkäuer sind Träger wichtiger Tierseuchen. Bei der Bekämpfung dieser Seuchen erfolgt die Erkennung infizierter Tiere zumeist über den Nachweis von Wirtsreaktionen (indirekte Infektionsdiagnostik). Zur Prophylaxe werden auch Impfstoffe eingesetzt. In beiden Fällen ist ein vertieftes Verständnis des Immunsystems der Wirtstiere essentiell. Dies hat dazu geführt, dass sich die Veterinärimmunologie schon relativ früh intensiv mit dem Immunsystem von Rind, Schaf und Ziege beschäftigt hat. Dabei wurde schnell deutlich, dass sich das Immunsystem der Wiederkäuer, wie das vieler Haus- und Nutztiere, im Detail deutlich von dem der Mäuse unterscheidet.

Umfangreiche Untersuchungen beschäftigten sich mit dem Einfluss von Geburtsstress oder Stoffwechselstörungen, vor allem bei Hochleistungs-Milchtieren, auf das Immunsystem. Neben dem Immunsystems des Gastrointestinaltraktes, wurde auch das des Euters und des Uterus organspezifisch charakterisiert. Aufgrund des relativ hohen Anteils an gamma-delta T-Zellen in der Zirkulation dienen Wiederkäuer als Modell zum Studium von Phänotyp und Funktion dieser bislang insgesamt kaum verstandenen Zellpopulation und ihrer Subpopulationen. In jüngerer Zeit rücken Nutztiere als Quelle von Zoonoseerregern vermehrt in das Zentrum des wissenschaftlichen Interesses.

Obwohl die Generierung von Werkzeugen (Zell[kultur]systeme, Antikörper zur Identifizierung von Subpopulationen, rekombinante Zyto- und Chemokine) weiterhin eine große Herausforderung bleibt steht für vertiefende Untersuchungen bereits eine größere Zahl von Werkzeugen, auch kommerziell, zur Verfügung (siehe www-Ressourcen in Entrican et al., 2009).

Aktuelle Erkenntnisse der Immunologie großer und kleiner Wiederkäuer werden alle drei Jahre auf dem Treffen der European Veterinary Immunology Group (EVIG) diskutiert (http://www.evig.org.uk/).

Ansprechpartner:

• Carlos R. Hermosilla, Giessen
Carlos.R.Hermosilla@vetmed.uni-giessen.de
Infektionsimmunologie parasitärer Infektionen, Granulozyten, Endothelzellen

• Christian Menge, Jena
Christian.menge@fli.de
Infektionsimmunologie bakterieller Infektionen, mukosale Immunologie, T-Zellen

• Dirk Werling, London
dwerling@rvc.ac.uk
Monozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Pattern-Recognition Rezeptoren, Inflammasome, Autophagie

Literatur:

• Entrican, G., Lunney, J.K., Rutten, V.P., Baldwin, C.L. (2009). A current perspective on availability of tools, resources and networks for veterinary immunology. Veterinary Immunology and Immunopathology. 128:24-29.

• Hein W.R., Griebel P.J. (2003) A road less travelled: large animal models in immunological research. Nat Rev Immunol. 3(1):79-84.

• Tizard I. (2008) Veterinary Immunology. Elsevier, St. Louis MO, U.S.A., 9th edition

Schweine sind als landwirtschaftliche Nutztiere von großer wirtschaftlicher Bedeutung, darüber hinaus sind sie auch ein wichtiges Tiermodell in der medizinischen Forschung. Das Immunsystem des Schweines ist seit mehreren Jahrzehnten Gegenstand intensiver Forschungsaktivitäten. Neben grundlagenorientierten Fragestellungen, wie der Charakterisierung löslicher und zellulärer Bestandteile des Immunsystems, spielen sehr häufig auch anwendungsorientierte Fragestellungen zur Tiergesundheit eine Rolle. Themen aus der Ernährungsphysiologie (z. B. Pro- und Präbiotika) und Infektionsmedizin (virale, bakterielle und parasitäre Infektionen) sind hier wichtige Beispiele. Ebenso dient das Schwein als Tiermodell zur Generierung von Spenderorganen für den Menschen, sogenannten Xenotransplantaten.

Auch auf dem Gebiet der Impfstoffforschung für Schweine tritt die Immunologie immer mehr in den Vordergrund. Ein Ziel dabei ist es, über die Analyse der Funktion von verschiedenen Lymphozytensubpopulationen, für Impfstoffe Messparameter zu definieren, die eine Prognose über den Schutz einer Impfung liefern.

Grundlagenorientierte Aspekte sind nach wie vor ein wesentliches Gebiet aktueller Forschung am Immunsystem des Schweins. Hierzu zählen:

• Charakterisierung von Zellen des angeborenen Immunsystems (dendritische Zellen, Natürliche Killerzellen)
• genetische und funktionelle Analyse der Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexes (major histocompatibility complex, MHC), die für die Präsentation von Antigenen verantwortlich sind
• phänotypische und funktionelle Charakterisierung von Zellen des adaptiven Immunsystems wie z. B. T-Zellen und deren Subpopulationen, inklusive der Bildung von Gedächtnis-T-Zellen
• Untersuchung von „unkonventionellen“ Zellpopulationen. Hierzu zählen beim Schwein sogenannte Gamma/delta T-Zellen, die einen speziellen T-Zellrezeptor besitzen. Sie stellen im Schwein, im Gegensatz zu Maus und Mensch, eine außergewöhnlich prominente Lymphozytenpopulation dar, was ihre Analyse stark vereinfacht

Schließlich ist ein weiterer Arbeitsschwerpunkt der am Schwein arbeitenden Forschungsgruppen die Entwicklung von rekombinanten Molekülen (z. B. Zytokinen) und „Werkzeugen“ in Form von monoklonalen Antikörpern gegen Leukozytendifferenzierungsantigene (CD-Marker) und Effektormoleküle. Diese Werkzeuge tragen dann zu verbesserten Analysemethoden und Testsystemen zur Messung einer Immunantwort bei.

Ansprechpartner:
Armin Saalmüller, Wien
armin.saalmueller@vetmeduni.ac.at
CD-Marker, Lymphozytensubpopulationen

Tobias Käser, Wien
Tobias.kaeser@vetmeduni.ac.at
regulatorische T-Zellen

Kerstin Mair, Wien
kerstin.mair@vetmeduni.ac.at
Natürliche Killerzellen

Sabine Eßler, Wien
sabine.essler@vetmeduni.ac.at
Haupthistokompatibilitätskomplex, TcR-rearrangement

Artur Summerfield, Mittelhäusern, Schweiz
artur.summerfield@ivi.admin.ch
dendritische Zellen, myeloide Zellen, Immunreaktionen des angeborenen Immunsystems

Eckhard Wolf, München
ewolf@lmb.uni-muenchen.de
genetisch modifizierte Schweine

Literatur:

Developmental & Comparative Immunology, 2009: Special issue “The porcine immune system”, Volume 33, Seiten 265-410. Herausgegeben von Artur Summerfield.

Der Hund war eines der ersten Tiere, die der Mensch domestizierte. Bis heute ist er eines der häufigsten Haustiere. Deshalb stellen die canine Physiologie und Pathologie einen wichtigen Teil des veterinärmedizinischen Wissens dar. Hierzu trägt die Immunologie einen grossen Beitrag, speziell in Fragen der Prophylaxe von Infektionserkrankungen durch Immunisierungen. Darüber hinaus ist der Hund eines der gebräulichsten Modelltiere in der biomedizinischen Forschung. Speziell in den Bereichen

• Transplantation
• immunbedingte Krankheiten (z.B. Atopische Dermatitis)
• Onkologie
• Toxikologie (Immuntoxikologie)

liefert die Forschung mit Hunden speziell für das Verständniss von Immunmechanismen wichtige Erkenntnisse. Um die Tiefe der möglichen Analysen zu verbessern wird weiterhin auch am grundlegenden Verständnis des caninen Immunsystems und seiner Verwandtschaft zum humanen Abwehrsystem geforscht. Die erzielten Ergebnisse könne dann zur Verbesserung der Gesundheit von Hund und Mensch dienen.

Ansprechpartner:
Gottfried Alber
Alber@vetmed.uni-leipzig.de

Heiner von Buttlar
heinervonbuttlar@bundeswehr.org

Immunologische Arbeiten am Huhn haben wichtige Beiträge zum Verständnis der Funktion des Immunsystems geleistet. So wurde die Rolle der B-Lymphozyten (Bursa derived lymphocytes) für die Bildung der Antikörper erstmals 1957 von Glick et al. beschrieben (1). Sie hatten das nur bei Vögeln vorkommende Organ der B-Zellreifung, die Bursa Fabricii chirurgisch entfernt und dabei zufällig entdeckt, dass diese Tiere keine Antikörper mehr bilden konnten (2).

Vögel weisen neben der Existenz der Bursa Fabricii noch eine ganze Reihe weiterer Besonderheiten im Immunsystem auf. So fehlen bei ihnen die Lymphknoten, viele Genfamilien weisen strukturelle Besonderheiten auf und oftmals sind Gene beim Vogel extrem GC reich, was die Identifizierung orthologer Gene bis heute erheblich erschwert.

Die Forschung am Immunsystem der Vögel hat folgende Schwerpunkte

• Untersuchung der Funktion des angeborenen und erworbenen Immunsystems bei einer Spezies ohne Lymphknoten
• Identifizierung immunologisch relevanter Gene und deren Produkte. Für nahezu alle Zytokine und Chemokine (aber auch die meisten anderen Faktoren) gilt, dass die entsprechenden Orthologe der Säugetiere nicht mit den Rezeptoren der Vögel reagieren und dass zudem nur wenig Kreuzreaktivität innerhalb der Vogelspezies zu finden ist.
• Etablierung geeigneter in vitro und in vivo Verfahren zum Studium des Immunsystems
• Anwendung dieser Erkenntnisse zur Untersuchung von Wirt-Pathogen-Interaktionen und zur Impfstoffentwicklung.

Ansprechpartner:
Thomas Göbel, LMU München
thomas.goebel@tiph.vetmed.uni-muenchen.de

Bernd Kaspers, LMU München
kaspers@lmu.de

Sonja Härtle, LMU München
Sonja.Haertle@tiph.vetmed.uni-muenchen.de

Literatur

Glick et al. (1956). The bursa of Fabricius and antibody production. Poultry Science 35, 224-225.
Davison (2014). The importance of the avian immune system and its unique features (pp. 1-10) In: Avian Immunology; Ed.Schat et al.; Academic Press, London.

Horses and other equids are common agricultural – or companion animals, and are additionally used for competitions. Accordingly, they are of relevance to different aspects of the society and to veterinary medicine. Research on the Equine immune system has been conducted since the use as serum horses in the 19^th century. Scientific progress is constantly advancing in this field although few research groups around the world focus on equine immunology. New methods of molecular biology and the development of equine specific reagents, e. g. monoclonal antibodies, have enabled more and more differentiated analyses of the equine immune system, horses’ immune reactions in several physiological settings, and under pathological conditions.

Some current areas of research are:

• Defense and immunity against infectious diseases
• Allergies, particularly Culicoides hypersensitivity
• Equine Asthma Syndrome (previously ”Recurrent Airway Obstruction, Inflammatory Airway Disease”)
• Evolution of the immune system, e.g. immunoglobulin heavy chain genes (IGHC)
• Pregnancy immunology
• Development of the immune system and aging
• Immunology in regenerative medicine

Contact:
Christiane Schnabel, Universität Leipzig, Deutschland
Christiane.schnabel@vetmed.uni-leipzig.de

Eliane Marti, Universität Bern, Schweiz
eliane.marti@vetsuisse.unibe.ch

Bettina Wagner, Cornell University, Ithaca, NY, USA
bw73@cornell.edu

Literature:
Antczak, D. F. Immunological memory and tolerance at the maternal-fetal interface: Implications for reproductive management of mares. Theriogenology 150, 432–436 (2020).
Berglund, A. K., Fortier, L. A., Antczak, D. F. & Schnabel, L. V. Immunoprivileged no more: measuring the immunogenicity of allogeneic adult mesenchymal stem cells. Stem Cell Res Ther 8, 288 (2017).
Bullone, M. & Lavoie, J.-P. Asthma “of horses and men”—How can equine heaves help us better understand human asthma immunopathology and its functional consequences? Molecular Immunology 66, 97–105 (2015).
Kydd, J. H. et al. Third International Havemeyer Workshop on Equine Herpesvirus type 1: EHV-1 Havemeyer workshop report. Equine Veterinary Journal 44, 513–517 (2012).
Perkins, G. A. & Wagner, B. The development of equine immunity: Current knowledge on immunology in the young horse. Equine Vet. J. 47, 267–274 (2015).
Pirie, R. S. Recurrent airway obstruction: A review: Recurrent airway obstruction: a review. Equine Veterinary Journal 46, 276–288 (2014).
Steinbach, F., Deeg, C., Mauel, S. & Wagner, B. Equine immunology: offspring of the serum horse. Trends in Immunology 23, 223–225 (2002).
Wagner, B. Pathogenesis and Epidemiology of Culicoides Hypersensitivity. in Veterinary Allergy (eds. Noli, C., Foster, A. & Rosenkrantz, W.) 271–278 (John Wiley & Sons, Ltd, 2013). doi: 10.1002/9781118738818.ch43.
Wagner, B. The Immune System of Horses and Other Equids. in Encyclopedia of Immunobiology 549–555 (Elsevier, 2016). doi:10.1016/B978-0-12-374279-7.12020-X.