Forschung

Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

Benutzerspezifische Werkzeuge

Sektionen
AG Schramm
Sie sind hier: Startseite / Forschung / AG Schramm

AG Schramm


schramm-michael-uniklinik-koeln.jpgGroup Leader:
Dr. Michael Schramm
Phone: +49 221 478-84090

 

 
  Dr. Michael Schramm  

Selected recent publications

Marc Herb, Alexander Gluschko, Katja Wiegmann, Alina Farid, Anne Wolf, Olaf Utermöhlen, Oleg Krut, Martin Krönke, Michael Schramm. Mitochondrial reactive oxygen species enable proinflammatory signaling through disulfide linkage of NEMO. Science Signaling (2019); 12(568): eaar5926.

Alexander Gluschko*, Marc Herb*, Katja Wiegmann, Oleg Krut, Wolfram F. Neiss, Olaf Utermöhlen, Martin Krönke, Michael Schramm. The ß2 integrin Mac-1 induces protective LC3-associated phagocytosis of Listeria monocytogenes. Cell Host & Microbe (2018); 23(3):324-337.e5.

Abwehrleistung des Immunsystems stärken - Möglicher Ansatzpunkt für mikrobiologische Therapie

Strengthening the immune system - Possible starting point for microbial therapy

 

Co-workers:

Dr. Marc Herb, postdoc (-84099)
Dr. Alexander Gluschko, postdoc (-84099)
Alina Farid, graduate student (-84098)
Katja Krönke-Wiegmann, technician (-84098)
Daniela Grumme, technician (-84097)

Alumni:

Elena Wagner
Alina Dahlhaus
Cindy Rinkens
Christoph Neerincx
Mateja Georgiev
Dr. Barbara März
Anna Geueke
Gereon Otto
 

Research topic:

Regulation of anti-bacterial immunity by reactive oxygen species

Innate immunity is of critical importance for prevention and containment of infections. During bacterial infections, macrophages and neutrophils are of particular importance because they phagocytose and inactivate bacteria by employing an array of effector mechanisms. One of the most important antibacterial effector mechanisms is the oxidative burst that leads to generation of reactive oxygen species (ROS). ROS can act as directly antibacterial agents and/or modulate specific cellular signaling pathways. Individuals with defective oxidative burst suffer from recurring, life-threatening infections highlighting the importance of ROS production for immunity.

During bacterial infections, ROS are produced by NADPH oxidases, which specialize in ROS production, as well as by mitochondria. Our research aims at identifying the antibacterial effector mechanisms and signaling pathways that are regulated by ROS and at defining the distinct roles of the diverse NADPH oxidase isoforms and of mitochondria in these processes. To this end, we use our worldwide unique comprehensive family of tissue-specific knockout mouse strains for all NADPH oxidase isoforms.

In particular, we are currently investigating:

  • How ROS produced by NADPH oxidases regulate antibacterial autophagy (see also Fig. 1)
  • How ROS produced by mitochondria modulate proinflammatory signaling (see also Fig. 2)
  • How NADPH oxidases contribute to the antibacterial immune response to intestinal infections and to maintenance of the commensal microbiota

 function-ros-in anti-bacterial-au-b300.jpg
(zum Vergrößern anklicken)

Fig. 1: Current picture of the function of ROS in anti-bacterial autophagy (from Gluschko and Herb et al. Cell Host & Microbe (2018))

 

 ros-fig-2-ag-schramm-300.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(zum Vergrößern anklicken)
 
Fig. 2: Current picture of how mitochondria-derived ROS license proinflammatory signaling (from Herb et al. Science signaling (2019))

 

Brief description in German

Regulation der anti-bakteriellen Immunantwort durch reaktive Sauerstoffspezies

Das angeborene Immunsystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung bzw. Eindämmung von Infektionen. Bei bakteriellen Infektionen sind dabei vor allem Makrophagen und neutrophile Granulozyten von entscheidender Bedeutung, da sie eingedrungene Bakterien phagozytieren und über verschiedene Effektormechanismen abtöten können. Einer der wichtigsten antibakteriellen Effektormechanismen ist der sog. oxidative burst, bei dem reaktive Sauerstoffspezies (reactive oxygen species, ROS) gebildet werden, die einerseits direkt antibakteriell wirken und andererseits spezifische Signalwege in der Zelle modulieren können. Defekte im oxidative burst führen bei den betroffenen Individuen daher zu immer wiederkehrenden, lebensbedrohlichen Infektionen.

Während einer bakteriellen Infektion werden ROS sowohl von den darauf spezialisierten NADPH Oxidasen als auch von Mitochondrien produziert. Unsere Forschung zielt darauf ab, die durch ROS regulierten antibakteriellen Effektormechanismen und Signalwege zu identifizieren und herauszufinden welche definierte Rolle die einzelnen Isoformen der Familie der NADPH Oxidasen bzw. Mitochondrien dabei spielen. Dazu nutzen wir unsere weltweit einzigartige Kollektion von Mäusen mit gewebe-spezifischem Knockout für die einzelnen NADPH Oxidase-Isoformen.

Derzeit untersuchen wir hauptsächlich:

  • Über welche Mechanismen von NADPH Oxidasen produzierte ROS die antibakterielle Autophagie regulieren (siehe auch Fig. 1)
  • Welche Rolle von Mitochondrien produzierte ROS bei der Regulation von proinflammatorischen Signalwegen in infizierten Makrophagen spielen
  • Wie NADPH Oxidasen zur antibakteriellen Immunantwort des Darms und zur Aufrechterhaltung der kommensalen Mikrobiota beitragen

 

Offene Stellen:
Studierenden mit Interesse an einer Abschlussarbeit im Bereich Immunologie bieten wir immer gerne die Möglichkeit an unserer Forschunug mitzuwirken.

 

Most recent publications:

Jessica Gräb, Isabelle Suàrez, Edeltaud van Gumpel, Sandra Winter, Fynn Schreiber, Anna Esser, Christoph Hölscher, Melanie Fritsch, Marc Herb, Michael Schramm, Laurens Wachmuth, Christian Pallasch, Manolis Pasparakis, Hamid Kashkar, Jan Rybniker. Corticosteroids inhibit Mycobacterium tuberculosis-induced necrotic host cell death by abrogating mitochondrial membrane permeability transition. Nature Communications (2019)

Marc Herb, Alexander Gluschko, Katja Wiegmann, Alina Farid, Anne Wolf, Olaf Utermöhlen, Oleg Krut, Martin Krönke, Michael Schramm. Mitochondrial reactive oxygen species enable proinflammatory signaling through disulfide linkage of NEMO. Science Signaling (2019)

Marc Herb, Alexander Gluschko, Michael Schramm. LC3-associated phagocytosis initiated by integrin ITGAM-ITGB2/Mac-1 enhances immunity to Listeria monocytogenes. Autophagy (2018); 14(8): 1462-1464.

Alexander Gluschko*, Marc Herb*, Katja Wiegmann, Oleg Krut, Wolfram F. Neiss, Olaf Utermöhlen, Martin Krönke, Michael Schramm. The ß2 integrin Mac-1 induces protective LC3-associated phagocytosis of Listeria monocytogenes. Cell Host & Microbe (2018); 23(3):324-337.e5.

Marianna Hösel, Anke Huber, Susanne Bohlen, Julie Lucifora, Giuseppe Ronzitti, Francesco Puzzo, Florence Boisgerault, Ulrich T. Hacker, Wilhelmus J. Kwanten, Nora Klöting, Matthias Blüher, Alexander Gluschko, Michael Schramm, Olaf Utermöhlen, Wilhelm Bloch, Federico Mingozzi, Oleg Krut, Hildegard Büning. Autophagy Determines Efficiency of Liver-directed Gene Therapy with Adeno-associated Viral Vectors. Hepatology (2017); 66(1): 252-265.

 

Further publications

Michael Schramm, Katja Wiegmann, Sandra Schramm, Alexander Gluschko, Marc Herb, Olaf Utermöhlen, Martin Krönke. Riboflavin (vitamin B2) deficiency impairs NADPH oxidase 2 (Nox2) priming and defense against Listeria monocytogenes. European Journal of Immunology (2014); 44(3):728-41.

Helen M Springer, Michael Schramm, Gregory A Taylor, Jonathan C Howard. Irgm1 (LRG-47), a regulator of cell-autonomous immunity, does not localize to mycobacterial or listerial phagosomes in IFN-γ-induced mouse cells. Journal of Immunology (2013); 15;191(4):1765-74.

Benjamin Yazdanpanah, Katja Wiegmann, Vladimir Tchikov, Oleg Krut, Carola Pongratz, Michael Schramm, Andre Kleinridders, Thomas Wunderlich, Hamid Kashkar, Olaf Utermöhlen, Jens C. Brüning, Stefan Schütze and Martin Krönke. Riboflavin Kinase couples TNF Receptor 1 to NADPH oxidase. Nature (2009); 460(7259):1159-63.

Jasmin Herz, Julian Pardo, Hamid Kashkar, Michael Schramm, Elza Kuzmenkina, Erik Bos, Katja Wiegmann, Reinhard Wallich, Peter J. Peters, Stefan Herzig, Elmon Schmelzer, Martin Krönke, Markus M. Simon and Olaf Utermöhlen. Acid sphingomyelinase is a critical regulator of cytotoxic granule secretion by primary T lymphocytes. Nature Immunology (2009); 10, 761 – 768.

Olaf Utermöhlen, Jasmin Herz, Michael Schramm, Martin Krönke. Fusogenicity of membranes: The impact of acid sphingomyelinase on innate immune responses. Immunobiology (2008); 213(3-4):307-14.

Michael Schramm, Jasmin Herz, Albert Haas, Martin Krönke, Olaf Utermöhlen. Acid sphingomyelinase is required for efficient phago-lysosomal fusion. Cellular Microbiology (2008); 10(9), 1839-1853.

 

zum Seitenanfang