Ein einziger Bluttest könnte künftig Aufschluss darüber geben, mit welchen Krankheitserregern ein Mensch im Laufe seines Lebens bereits in Kontakt war. Dieses Ziel verfolgt das Forschungsprojekt „INTRA-SEQ“, das von Wissenschaftler:innen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und des Uniklinikums Erlangen initiiert wurde. Es wird in den kommenden vier Jahren vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert.
Im Zentrum des Projekts stehen T-Lymphozyten – spezialisierte Immunzellen, die körperfremde Moleküle erkennen und gezielt auf sie reagieren. Jeder Mensch verfügt über etwa 100 Millionen verschiedene Typen dieser Zellen, die jeweils ein eigenes Zielmolekül erkennen können. Die spezifische Erkennung erfolgt über sogenannte T-Zell-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die wie Schlüssel in ein bestimmtes Schloss passen müssen. Kommt es zu einer passenden Bindung, teilen sich die Zellen und bilden eine schlagkräftige Abwehrarmee. Ein Teil dieser Zellen überlebt als Gedächtniszellen und speichert Informationen über den Erreger.
Das INTRA-SEQ-Projekt (Akronym steht für „Infektionsdiagnostik durch T-Zell-Rezeptor-Analysen und -Sequenzierung“) unter Leitung von Prof. Dr. Kilian Schober (Mikrobiologisches Institut – Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene) will sich diese Eigenschaften zunutze machen: Da jede Infektion ihre Spuren im Repertoire der T-Zellen hinterlässt, soll eine Analyse dieser Rezeptoren Hinweise auf frühere Infektionen liefern – ähnlich einem immunologischen Fingerabdruck. Durch Sequenzierung der T-Zell-Rezeptoren und den Einsatz von Algorithmen aus dem Bereich des maschinellen Lernens sollen charakteristische Muster identifiziert werden, die spezifischen Krankheitserregern zugeordnet werden können.
Die Herausforderung dabei liegt in der immensen Vielfalt der T-Zell-Rezeptoren und der Tatsache, dass ein Erreger nicht nur einen, sondern viele Rezeptoren stimulieren kann. Dennoch lassen sich bei vielen Personen nach Kontakt mit denselben Krankheitserregern gleiche oder vergleichbare T-Zell-Rezeptor-Sequenzen nachweisen – ein Effekt, den die Forschenden um Schober systematisch untersuchen wollen.
Zunächst liegt der Fokus auf Infektionen mit Relevanz in der Schwangerschaft, wie etwa Röteln. Ziel ist es unter anderem, zu überprüfen, ob bei Schwangeren ein ausreichender Impfschutz besteht – ohne dass dafür klassische serologische Tests erforderlich sind. Die Ergebnisse sollen zudem in eine globale Datenbank einfließen, die künftig eine umfassende Immunitätsanalyse aus nur einer Blutprobe ermöglichen könnte.
In dem Projekt INTRA-SEQ kooperieren das Mikrobiologische Institut, das Virologische Institut (Prof. Dr. Klaus Überla, Dr. Philipp Steininger), die Medizinische Klinik 3 – Rheumatologie und Immunologie (Prof. Dr. Thomas Harrer) und die Frauenklinik (Prof. Dr. Matthias Beckmann, PD Dr. Michael Schneider).