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AG Schramm
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AG Schramm


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

Selected publications

 
Dr. Michael Schramm

Co-workers:

Marc Herb, PhD student (-84099)
Alexander Gluschko, PhD student (-84099)
Katja Krönke-Wiegmann, technician (-84098)
Daniela Grumme, technician (-84097)
Alina Farid, MS student (-84098)
Alina Dahlhaus, BS student (-84097)

Alumni:

Dr. Barbara März
Gereon Otto
Anna Geueke
Mateja Georgiev
Christoph Neerincx
Cindy Rinkens

Abwehrleistung des Immunsystems stärken - Möglicher Ansatzpunkt für mikrobiologische Therapie

Strengthening the immune system - Possible starting point for microbial therapy

 

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 anti-bacterial effector mechanisms is the oxidative burst that leads to generation of reactive oxygen species (ROS). ROS can act as directly anti-bacterial 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 anti-
bacterial 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 anti-bacterial autophagy (see also Fig. 1)
  • How ROS produced by mitochondria modulate pro-inflammatory signaling
  • How NADPH oxidases contribute to the anti-bacterial immune response to intestinal infections and to maintenance of the commensal microbiota

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

 

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 anti-bakteriellen Effektormechanismen ist der sog.
oxidative burst, bei dem reaktive Sauerstoffspezies (reactive oxygen species, ROS)
gebildet werden, die einerseits direkt anti-bakteriell 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 anti-bakteriellen 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 anti-bakterielle Autophagie regulieren (siehe auch Fig. 1)
  • Welche Rolle von Mitochondrien produzierte ROS bei der Regulation von pro-inflammatorischen Signalwegen in infizierten Makrophagen spielen
  • Wie NADPH Oxidasen zur anti-bakteriellen 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.

 

Selected publications

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.

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.

 

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