Prof. Dr. med. Tobias Johannes Derfuss Department of Biomedicine Profiles & Affiliations OverviewResearch Publications Projects & Collaborations Projects & Collaborations OverviewResearch Publications Projects & Collaborations Profiles & Affiliations Projects & Collaborations 5 foundShow per page10 10 20 50 3TR Research Project | 3 Project MembersNo Description available Identification of biomarkers and therapeutic targets in inflammatory disease immunotherapy by high-dimensional single cell analysis and cluster proteomics Research Project | 2 Project MembersNo Description available Identification of biomarkers for treatment response in patients with relapsing remitting multiple sclerosis treated with dimethyl fumarate (Tecfidera®) Research Project | 3 Project MembersNo Description available B cells and antibodies in autoimmune CNS diseases Research Project | 6 Project MembersOur goal is to understand the causes of autoimmune neurological disorders, particularly multiple sclerosis. The cause of MS is unknown, but strong evidence implicates a dysfunction of the immune system. Clinically, patients present with disturbances of sensorimotor and other central nervous system functions, and histologically the disease is characterized by demyelinated areas of brain and spinal cord, with infiltrations of immune cells. The most effective therapies target lymphocytes, by depletion, prevention of proliferation, or prevention of trafficking into the CNS. The most precisely targeted effective therapies are B cell depleting agents, and the most significant lab finding are oligoclonal expanded immunoglobulins in the cerebrospinal fluid, suggesting that B cells are an important component of MS. We are studying the role of this cell type in two complementary approaches. Observationally we are isolating and characterizing autoreactive B cells from patients; and experimentally we are trying to understand how autoreactive B cells can escape from tolerance. Our working hypothesis is that if autoreactive B cells capture their cognate self antigen from a virus-infected cell that also co-expresses viral antigens, these viral antigens can be co-captured by the B cell and presented to T cells, thus qualifying the B cell for fraudulent T cell help and circumventing the normal tolerance mechanism. Isolation and characterization of autoreactive B cells from patientsAutoantibodies involved in neurological diseases often bind to membrane proteins such as ion channels, neurotransmitter receptors and myelin proteins, and often recognize conformational epitopes, rather than simple amino acid sequences. This makes them difficult subjects for traditional antibody techniques such as western blotting and immunoprecipitation, which often involve denaturation steps. We have developed a novel technique for isolating B cells recognizing membrane protein antigens in their native conformation. We plan to characterize B cells identified using this process from the blood and CSF of patients with neurological symptoms. B cell escape from tolerance by viral antigen co-capture.Secretion of autoreactive antibodies is normally avoided directly by the elimination of self-reactive B cells, and indirectly by the elimination of self-reactive T cells, thus depriving self-reactive B cells of the T cell help needed for development into antibody-secreting plasma cells. It is not known why this mechanism fails in autoimmune diseases, but we hypothesize that the second mechanism could be overcome by self-reactive B cells that co-capture both self and viral antigens from the membranes of virus-infected cells and present them to virus-specific T cells. We have observed this phenomenon in vitro using mouse cells, and now plan to examine the plausibility of the process in human cells and in animal models. Correlation of Antibodies against native Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein with Disease Course and Treatment Responses in Patients with Multiple Sclerosis Research Project | 1 Project MembersMultiple Sklerose (MS) ist eine autoimmune Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der es durch eine Infiltration von Immunzellen zu einer Zerstörung von Myelin und Neuronen kommt. Zu diesen Immunzellen gehören die sogenannten B-Zellen, die über die Produktion von Antikörpern und Präsentation von Antigen zur Immunantwort beitragen. Aus therapeutischen Studien mit Plasmaaustauschverfahren (Entfernung von Antikörpern aus dem Serum) und medikamentösen Therapien, die zu einer Zerstörung von B-Zellen führen, wissen wir, dass B-Zellen und Antikörper zur Krankheitsentstehung der MS beitragen können. Auch in feingeweblichen Untersuchungen von MS-Hirngewebe konnten in den Plaques abgelagerte Antikörper und eingewanderte B-Zellen nachgewiesen werden. Der Eiweissstoff, der von diesen B-Zellen und Antikörpern erkannt wird, ist allerdings bisher nicht bekannt. Eine Hypothese besagt, dass es sich bei dem gesuchten Eiweissstoff um einen körpereigenen Stoff handelt, der in der weissen Substanz des Gehirns zu finden ist. Ein Eiweiss, das hierbei in den letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit erregt hat, ist das Myelin Oligodendrozyten Glykoprotein. Es ist ausschliesslich im Myelin des zentralen Nervensystems exprimiert und dort an der Aussenseite lokalisiert. Im Tiermodell kann eine Immunantwort gegen dieses Eiweiss, insbesondere eine Antikörperantwort, eine MS-ähnliche Erkrankung auslösen. Eine wichtige Voraussetzung für das krankheitsauslösende Potential dieser Antikörper ist, dass sie das MOG Eiweiss in der natürlich vorkommenden Struktur erkennen. Vor wenigen Jahren konnten solche MOG-Antikörper bei Patienten mit kindlicher MS und akut demyelinisierender Enzephalomyelitis nachgewiesen werden. Diese Antikörper scheinen aber auch bei einer kleineren Zahl erwachsener MS-Patienten vorzukommen. Ziel des hier beantragten Projektes ist, die Antikörper-Antwort gegen das natürlich vorkommende MOG mittels eines durchflusszytometrischen Tests bei erwachsenen MS Patienten zu bestimmen. Es soll der zeitliche Verlauf dieser Antikörper und eine mögliche Korrelation dieser Antikörper mit dem klinischen Verlauf, dem Therapieansprechen und kernspintomographischen Besonderheiten untersucht werden. Sollten sich hierbei Zusammenhänge aufweisen lassen, wäre der MOG-Antikörpernachweis als ein diagnostischer Test, als sogenannter Biomarker, zu verwenden. Er könnte dann eventuell Hinweise auf den weiteren Verlauf der Erkrankung oder das Therapieansprechen geben. Auch könnte dadurch eine Untergruppe von MS-Patienten identifiziert werden, die eventuell eine besondere Pathogenese aufweist, ähnlich dem Nachweis von Aquaporin 4 Antikörpern bei Patienten mit Neuromyelitis optica. 1 1 OverviewResearch Publications Projects & Collaborations
Projects & Collaborations 5 foundShow per page10 10 20 50 3TR Research Project | 3 Project MembersNo Description available Identification of biomarkers and therapeutic targets in inflammatory disease immunotherapy by high-dimensional single cell analysis and cluster proteomics Research Project | 2 Project MembersNo Description available Identification of biomarkers for treatment response in patients with relapsing remitting multiple sclerosis treated with dimethyl fumarate (Tecfidera®) Research Project | 3 Project MembersNo Description available B cells and antibodies in autoimmune CNS diseases Research Project | 6 Project MembersOur goal is to understand the causes of autoimmune neurological disorders, particularly multiple sclerosis. The cause of MS is unknown, but strong evidence implicates a dysfunction of the immune system. Clinically, patients present with disturbances of sensorimotor and other central nervous system functions, and histologically the disease is characterized by demyelinated areas of brain and spinal cord, with infiltrations of immune cells. The most effective therapies target lymphocytes, by depletion, prevention of proliferation, or prevention of trafficking into the CNS. The most precisely targeted effective therapies are B cell depleting agents, and the most significant lab finding are oligoclonal expanded immunoglobulins in the cerebrospinal fluid, suggesting that B cells are an important component of MS. We are studying the role of this cell type in two complementary approaches. Observationally we are isolating and characterizing autoreactive B cells from patients; and experimentally we are trying to understand how autoreactive B cells can escape from tolerance. Our working hypothesis is that if autoreactive B cells capture their cognate self antigen from a virus-infected cell that also co-expresses viral antigens, these viral antigens can be co-captured by the B cell and presented to T cells, thus qualifying the B cell for fraudulent T cell help and circumventing the normal tolerance mechanism. Isolation and characterization of autoreactive B cells from patientsAutoantibodies involved in neurological diseases often bind to membrane proteins such as ion channels, neurotransmitter receptors and myelin proteins, and often recognize conformational epitopes, rather than simple amino acid sequences. This makes them difficult subjects for traditional antibody techniques such as western blotting and immunoprecipitation, which often involve denaturation steps. We have developed a novel technique for isolating B cells recognizing membrane protein antigens in their native conformation. We plan to characterize B cells identified using this process from the blood and CSF of patients with neurological symptoms. B cell escape from tolerance by viral antigen co-capture.Secretion of autoreactive antibodies is normally avoided directly by the elimination of self-reactive B cells, and indirectly by the elimination of self-reactive T cells, thus depriving self-reactive B cells of the T cell help needed for development into antibody-secreting plasma cells. It is not known why this mechanism fails in autoimmune diseases, but we hypothesize that the second mechanism could be overcome by self-reactive B cells that co-capture both self and viral antigens from the membranes of virus-infected cells and present them to virus-specific T cells. We have observed this phenomenon in vitro using mouse cells, and now plan to examine the plausibility of the process in human cells and in animal models. Correlation of Antibodies against native Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein with Disease Course and Treatment Responses in Patients with Multiple Sclerosis Research Project | 1 Project MembersMultiple Sklerose (MS) ist eine autoimmune Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der es durch eine Infiltration von Immunzellen zu einer Zerstörung von Myelin und Neuronen kommt. Zu diesen Immunzellen gehören die sogenannten B-Zellen, die über die Produktion von Antikörpern und Präsentation von Antigen zur Immunantwort beitragen. Aus therapeutischen Studien mit Plasmaaustauschverfahren (Entfernung von Antikörpern aus dem Serum) und medikamentösen Therapien, die zu einer Zerstörung von B-Zellen führen, wissen wir, dass B-Zellen und Antikörper zur Krankheitsentstehung der MS beitragen können. Auch in feingeweblichen Untersuchungen von MS-Hirngewebe konnten in den Plaques abgelagerte Antikörper und eingewanderte B-Zellen nachgewiesen werden. Der Eiweissstoff, der von diesen B-Zellen und Antikörpern erkannt wird, ist allerdings bisher nicht bekannt. Eine Hypothese besagt, dass es sich bei dem gesuchten Eiweissstoff um einen körpereigenen Stoff handelt, der in der weissen Substanz des Gehirns zu finden ist. Ein Eiweiss, das hierbei in den letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit erregt hat, ist das Myelin Oligodendrozyten Glykoprotein. Es ist ausschliesslich im Myelin des zentralen Nervensystems exprimiert und dort an der Aussenseite lokalisiert. Im Tiermodell kann eine Immunantwort gegen dieses Eiweiss, insbesondere eine Antikörperantwort, eine MS-ähnliche Erkrankung auslösen. Eine wichtige Voraussetzung für das krankheitsauslösende Potential dieser Antikörper ist, dass sie das MOG Eiweiss in der natürlich vorkommenden Struktur erkennen. Vor wenigen Jahren konnten solche MOG-Antikörper bei Patienten mit kindlicher MS und akut demyelinisierender Enzephalomyelitis nachgewiesen werden. Diese Antikörper scheinen aber auch bei einer kleineren Zahl erwachsener MS-Patienten vorzukommen. Ziel des hier beantragten Projektes ist, die Antikörper-Antwort gegen das natürlich vorkommende MOG mittels eines durchflusszytometrischen Tests bei erwachsenen MS Patienten zu bestimmen. Es soll der zeitliche Verlauf dieser Antikörper und eine mögliche Korrelation dieser Antikörper mit dem klinischen Verlauf, dem Therapieansprechen und kernspintomographischen Besonderheiten untersucht werden. Sollten sich hierbei Zusammenhänge aufweisen lassen, wäre der MOG-Antikörpernachweis als ein diagnostischer Test, als sogenannter Biomarker, zu verwenden. Er könnte dann eventuell Hinweise auf den weiteren Verlauf der Erkrankung oder das Therapieansprechen geben. Auch könnte dadurch eine Untergruppe von MS-Patienten identifiziert werden, die eventuell eine besondere Pathogenese aufweist, ähnlich dem Nachweis von Aquaporin 4 Antikörpern bei Patienten mit Neuromyelitis optica. 1 1
Identification of biomarkers and therapeutic targets in inflammatory disease immunotherapy by high-dimensional single cell analysis and cluster proteomics Research Project | 2 Project MembersNo Description available
Identification of biomarkers for treatment response in patients with relapsing remitting multiple sclerosis treated with dimethyl fumarate (Tecfidera®) Research Project | 3 Project MembersNo Description available
B cells and antibodies in autoimmune CNS diseases Research Project | 6 Project MembersOur goal is to understand the causes of autoimmune neurological disorders, particularly multiple sclerosis. The cause of MS is unknown, but strong evidence implicates a dysfunction of the immune system. Clinically, patients present with disturbances of sensorimotor and other central nervous system functions, and histologically the disease is characterized by demyelinated areas of brain and spinal cord, with infiltrations of immune cells. The most effective therapies target lymphocytes, by depletion, prevention of proliferation, or prevention of trafficking into the CNS. The most precisely targeted effective therapies are B cell depleting agents, and the most significant lab finding are oligoclonal expanded immunoglobulins in the cerebrospinal fluid, suggesting that B cells are an important component of MS. We are studying the role of this cell type in two complementary approaches. Observationally we are isolating and characterizing autoreactive B cells from patients; and experimentally we are trying to understand how autoreactive B cells can escape from tolerance. Our working hypothesis is that if autoreactive B cells capture their cognate self antigen from a virus-infected cell that also co-expresses viral antigens, these viral antigens can be co-captured by the B cell and presented to T cells, thus qualifying the B cell for fraudulent T cell help and circumventing the normal tolerance mechanism. Isolation and characterization of autoreactive B cells from patientsAutoantibodies involved in neurological diseases often bind to membrane proteins such as ion channels, neurotransmitter receptors and myelin proteins, and often recognize conformational epitopes, rather than simple amino acid sequences. This makes them difficult subjects for traditional antibody techniques such as western blotting and immunoprecipitation, which often involve denaturation steps. We have developed a novel technique for isolating B cells recognizing membrane protein antigens in their native conformation. We plan to characterize B cells identified using this process from the blood and CSF of patients with neurological symptoms. B cell escape from tolerance by viral antigen co-capture.Secretion of autoreactive antibodies is normally avoided directly by the elimination of self-reactive B cells, and indirectly by the elimination of self-reactive T cells, thus depriving self-reactive B cells of the T cell help needed for development into antibody-secreting plasma cells. It is not known why this mechanism fails in autoimmune diseases, but we hypothesize that the second mechanism could be overcome by self-reactive B cells that co-capture both self and viral antigens from the membranes of virus-infected cells and present them to virus-specific T cells. We have observed this phenomenon in vitro using mouse cells, and now plan to examine the plausibility of the process in human cells and in animal models.
Correlation of Antibodies against native Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein with Disease Course and Treatment Responses in Patients with Multiple Sclerosis Research Project | 1 Project MembersMultiple Sklerose (MS) ist eine autoimmune Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der es durch eine Infiltration von Immunzellen zu einer Zerstörung von Myelin und Neuronen kommt. Zu diesen Immunzellen gehören die sogenannten B-Zellen, die über die Produktion von Antikörpern und Präsentation von Antigen zur Immunantwort beitragen. Aus therapeutischen Studien mit Plasmaaustauschverfahren (Entfernung von Antikörpern aus dem Serum) und medikamentösen Therapien, die zu einer Zerstörung von B-Zellen führen, wissen wir, dass B-Zellen und Antikörper zur Krankheitsentstehung der MS beitragen können. Auch in feingeweblichen Untersuchungen von MS-Hirngewebe konnten in den Plaques abgelagerte Antikörper und eingewanderte B-Zellen nachgewiesen werden. Der Eiweissstoff, der von diesen B-Zellen und Antikörpern erkannt wird, ist allerdings bisher nicht bekannt. Eine Hypothese besagt, dass es sich bei dem gesuchten Eiweissstoff um einen körpereigenen Stoff handelt, der in der weissen Substanz des Gehirns zu finden ist. Ein Eiweiss, das hierbei in den letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit erregt hat, ist das Myelin Oligodendrozyten Glykoprotein. Es ist ausschliesslich im Myelin des zentralen Nervensystems exprimiert und dort an der Aussenseite lokalisiert. Im Tiermodell kann eine Immunantwort gegen dieses Eiweiss, insbesondere eine Antikörperantwort, eine MS-ähnliche Erkrankung auslösen. Eine wichtige Voraussetzung für das krankheitsauslösende Potential dieser Antikörper ist, dass sie das MOG Eiweiss in der natürlich vorkommenden Struktur erkennen. Vor wenigen Jahren konnten solche MOG-Antikörper bei Patienten mit kindlicher MS und akut demyelinisierender Enzephalomyelitis nachgewiesen werden. Diese Antikörper scheinen aber auch bei einer kleineren Zahl erwachsener MS-Patienten vorzukommen. Ziel des hier beantragten Projektes ist, die Antikörper-Antwort gegen das natürlich vorkommende MOG mittels eines durchflusszytometrischen Tests bei erwachsenen MS Patienten zu bestimmen. Es soll der zeitliche Verlauf dieser Antikörper und eine mögliche Korrelation dieser Antikörper mit dem klinischen Verlauf, dem Therapieansprechen und kernspintomographischen Besonderheiten untersucht werden. Sollten sich hierbei Zusammenhänge aufweisen lassen, wäre der MOG-Antikörpernachweis als ein diagnostischer Test, als sogenannter Biomarker, zu verwenden. Er könnte dann eventuell Hinweise auf den weiteren Verlauf der Erkrankung oder das Therapieansprechen geben. Auch könnte dadurch eine Untergruppe von MS-Patienten identifiziert werden, die eventuell eine besondere Pathogenese aufweist, ähnlich dem Nachweis von Aquaporin 4 Antikörpern bei Patienten mit Neuromyelitis optica.
