Das Immunsystem ist das wichtigste Abwehrsystem höherer Organismen in der Auseinandersetzung mit Krankheitserregern der Umwelt. Am Kölner Institut für Genetik erforschen die Wissenschaftler der Abteilung für Immunologie die genetische Steuerung des Immunsystems - stets auch mit medizinischem Bezug. Neue technische Entwicklungen haben den Forschern besonders in den letzten Jahren Fortschritte ermöglicht. Sie studieren die Funktionsmechanismen im Immunsystem durch gezielte Veränderung des genetischen Materials (Gen-Inaktivierung) lebender Mäuse. Auch die anderen an Immunreaktionen beteiligten Zellen können direkt im Körpergewebe molekularbiologisch untersucht werden (molekulare Histologie). Gezielte Gen-Inaktivierung
Diese Methodik wurde bereits Ende der 80er Jahre in den USA entwickelt. Bereits früh griff sie die Abteilung von Prof. Dr. Klaus Rajewsky auf und verbesserte sie weiter. Das Verfahren ermöglicht den Forschern, gezielt einzelne Gene der Maus auszuschalten oder zu verändern (Mutation). Anfänglich untersuchen die Kölner Mitarbeiter auf diese Weise Antikörperbildende Zellen, die B-Lymphozyten. Zunächst entwickelten sie die Mausmutante, die keine B-Lymphozyten besitzt. An dieser konnten sie die Bedeutung der B-Lymphozyten für die Immunabwehr und die Entstehung von Autoimmunität untersuchen. Mit Hilfe weiterer Mausmutanten entschlüsselte die Arbeitsgruppe Rajewsky die Entwicklung und Funktion von B-Lymphozyten bis ins Detail. Neben der Aufklärung der B-Zellentwicklung hat die Analyse von Mausmutanten auch zu neuen Einsichten in Krankheiten geführt, die durch Fehlfunktionen des Immunsystems hervorgerufen werden. So bewirkt der Verlust eines Botenstoffs des Immunsystems (Interleukin-10) eine chronische Darmerkrankung mit Ähnlichkeiten zur einer Erkrankung (Morbus Crohn) des Menschen. Konditionale Genveränderung
Ein Durchbruch auf dem Gebiet der modernen Mausgenetik gelang der Kölner Gruppe mit einer neuen Methodik. Diese erlaubt, Genveränderungen nicht wie bei der klassischen gezielten Mutagenese in allen Zellen der Maus, sondern gezielt in wählbaren Zelltypen und zu einem wählbaren Zeitpunkt auszuführen. Dieses neue Verfahren der "konditionalen Genveränderung" wird schon jetzt weltweit angewendet. Auf medizinischem Gebiet ermöglicht es die Analyse von erworbenen Krankheiten und ist dabei nicht auf Erbkrankheiten beschränkt. Die Kölner nutzen die Methode, um Autoimmunität ebenso wie immunologisches Gedächtnis zu untersuchen. Ihr Ziel ist es, medizinische Impfstoffe zu optimieren. Molekulare Histologie
Durch die im Körpergewebe stattfindenden Untersuchungen erlangte die Abteilung Immunologie neue Erkenntnisse darüber, wie Tumoren des Immunsystems entstehen. Bei der molekularen Anatomie lösen die Wissenschaftler einzelne Zellen aus sehr feinen Gewebeschnitten heraus und untersuche sie anschließend molekularbiologisch. Mittels der Polymerase-Kettenreaktion können sie einzelne Genumlagerungen aus diesen Zellen amplifizieren und nachfolgend sequenzieren. Dadurch verbinden die Forscher die Analyse von genetischer Information mit der Lokalisation einzelner Zellen im Zellverband. Immunologen kooperieren hierbei eng mit Medizinern der Universität zu Köln. Dadurch erlangten sie wichtige Erkenntnisse über die mögliche Entstehung der Hodgkinschen Krankheit. Internationale Verknüpfungen
Die Wissenschaftler, die in der Abteilung für Immunologie tätig sind, kommen etwa zur Hälfte aus dem Ausland. Sie verbringen in der Regel 2 bis 3 Jahre im Labor, um ein wissenschaftliches Projekt zu bearbeiten. Seminare und Besprechungen finden in englischer Sprache statt. Auf diese Weise erhalten die Studenten der Universität zu Köln die Möglichkeit, sich bereits während ihrer Ausbildung mit Forschung auf internationalem Niveau auseinanderzusetzen und Kontakte zu auswärtigen Arbeitsgruppen zu knüpfen. Im Oktober 1996 erhielt Prof. Rajewsky den Robert-Koch-Preis. Dabei verdeutlichte er die internationale Verflechtung seiner Kölner Abteilung.