Prof. Johannes Huppa hat zum 1. September die Professur für Tumorimmunologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und damit verbunden die Leitung des Instituts für Immunologie am Campus Berlin Buch übernommen. Er wird am Max Delbrück Center und im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) forschen. Der ausgewiesene Experte für T-Zell-Erkennung will die Mechanismen der immunologischen Unterscheidung zwischen Fremd und Selbst im Detail aufklären, um die Behandlung von Krebs und Autoimmunerkrankungen zu verbessern.

Was ist körperfremd, was -eigen? Der zentrale Sensor des Immunsystems, der diese Unterscheidung vornimmt, ist der sogenannte T-Zell-Rezeptor. Johannes Huppa, der vor seinem Wechsel an die Charité an verschiedenen US-amerikanischen Institutionen und zuletzt an der Medizinischen Universität Wien tätig war, untersucht das Molekül und seine Funktionsweise seit über 25 Jahren. Er hat das Verständnis um die molekularen Vorgänge rund um den Rezeptor insbesondere mithilfe innovativer Mikroskopie-Techniken maßgeblich erweitert. Nun tritt Johannes Huppa die Nachfolge von Prof. Thomas Blankenstein an, der das Institut für Immunologie der Charité bis Ende 2020 geleitet hat. Seine Arbeitsgruppe wird in den Räumlichkeiten des Max Delbrück Center in Berlin Buch angesiedelt sein, wo er eine Anbindung als translationale Gastgruppe haben wird. Seine Arbeiten werden zusätzlich vom DKTK gefördert.

T-Zell-Rezeptoren sitzen wie Fühler auf T-Zellen, die als Teil der erworbenen Immunantwort wie ein Räumkommando ständig durch Blut, Gewebe und Organe patrouillieren. Nehmen die Fühler Bruchstücke, die ihnen andere Zellen präsentieren, als fremd wahr, lösen sie Immunreaktionen aus – die Eindringlinge werden beseitigt. Erkennen die T-Zell-Rezeptoren die präsentierten Bruchstücke stattdessen als körpereigen, bleiben sie still. „Die Unterscheidung zwischen Fremd und Selbst geschieht mit erstaunlicher Präzision und ist außerdem äußerst empfindlich“, erklärt Johannes Huppa. „Eine patrouillierende Zelle kann mit ihren T-Zell-Rezeptoren ein einzelnes fremdes Bruchstück auf der Oberfläche einer infizierten Köperzelle aufspüren, das sich zwischen tausend ziemlich ähnlichen, aber körpereigenen Bruchstücken verbirgt.“

Mit neuen „Lupen“ der Fremd-Selbst-Erkennung auf der Spur

Wie wichtig dieser Erkennungsmechanismus für die Gesundheit ist, wird klar, wenn er nicht perfekt oder fehlerhaft arbeitet: Funktioniert die Unterscheidung zwischen Freund und Feind nicht, richtet der Körper sein Immunsystem zum Beispiel versehentlich gegen sich selbst – eine Autoimmunerkrankung wie Multiple Sklerose oder Typ-1-Diabetes entsteht. Oder das Immunsystem erkennt entartete Tumorzellen nicht, die dann zu einer tödlichen Gefahr werden können. Auch zu vermehrten Infektionen kann es kommen.

Johannes Huppa will herausfinden, wie exakt ein T-Zell-Rezeptor an verschiedene Bruchstücke bindet und welche Signale er innerhalb der T-Zelle weitergibt, die dann zwischen Fremd und Selbst entscheiden. Hierfür hat er neue Mikroskopie-Verfahren entwickelt, mit denen er lebenden T-Zellen bei ihrer Arbeit zuschaut. Die Technik macht einzelne Rezeptormoleküle auf der Zelloberfläche, die präsentierten Bruchstücke und auch die zwischen ihnen herrschenden molekularen Bindungen sichtbar. So lassen sich winzigste mechanische Kräfte in Echtzeit messen und die Aktivierungsprozesse innerhalb der T-Zelle beobachten. In Berlin wird er diese Verfahren mit Methoden der synthetischen Biologie und strukturbiologischen Ansätzen kombinieren, um die molekularen Vorgänge der Bruchstück-Erkennung zeitlich und räumlich in höchster Auflösung, das heißt im Millisekunden- und Nanometermaßstab, aufzuklären.

T-Zell-Rezeptoren beeinflussen, um Krebs und Autoimmunerkrankungen zu behandeln

Das Ziel des Immunologen ist es, Wege zu finden, um in die Funktion des T-Zell-Rezeptors einzugreifen. Das soll insbesondere Therapien gegen Krebs effektiver machen. „Wenn wir genau verstehen, wie der T-Zell-Rezeptor seine immunologische Meisterleistung bewerkstelligt, können wir das Potenzial neuartiger Immuntherapien wie der CAR-T- und TCR-T-Zelltherapie noch besser ausschöpfen“, erklärt der neue Institutsdirektor. Er möchte das Wissen außerdem nutzen, um die Entwicklung neuer Impfstoffe gegen Krebs voranzutreiben und schädliche T-Zellen bei Autoimmunerkrankungen oder Abstoßungsreaktionen nach einer Organtransplantation auszuschalten.

„Dafür ist die Zusammenarbeit mit den klinisch arbeitenden Kolleginnen und Kollegen an der Charité essenziell“, betont Johannes Huppa. „Auch die unmittelbare Nachbarschaft zu den Expertinnen und Experten der Strukturbiologie und Tumorimmunologie am Max Delbrück Center sowie die hervorragende technologische Infrastruktur auf dem Campus Berlin Buch werden entscheidend dafür sein, diese Ziele zu erreichen. Der Standort Berlin ist für seine Stärke, Vielseitigkeit und gelebte Kollegialität in der Grundlagen- und klinischen Forschung über Deutschlands Grenzen hinaus bekannt. Ich freue mich sehr, nun Teil dieses großartigen Netzwerks zu sein.“

Zur Person:

Johannes Huppa (*12. Mai 1967 in Thuine, Emslandkeis) studierte Biochemie an der Freien Universität Berlin und erforschte T-Zell-Rezeptoren bereits in seiner Diplomarbeit am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA. Diese Studien führte er im Rahmen seiner Doktorarbeit am MIT und der Harvard Medical School fort, 1998 wurde er dafür an der Vrije Universiteit Amsterdam promoviert. Zunächst als Postdoktorand, dann als Basic Science Research Associate forschte er an der Standford University School of Medicine in der San Francisco Bay Area, bevor er 2012 auf eine Assistenzprofessur an die Medizinische Universität Wien berufen wurde. Ab 2015 leitete er dort als Assoziierter Professor die Arbeitsgruppe Immunerkennung am Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie.