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2020 Juni - Dominika Polak

Dr.in Dominika Polak

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, Juni 2020

Die Jury "Researcher of the Month" vergibt die Auszeichnung in diesem Monat an Frau Dominika Polak, PhD, für ihre im 'Journal of Allergy and Clinical Immunology' erschienene Publikation ‚A novel role for neutrophils in IgE-mediated allergy: Evidence for antigen presentation in late-phase reactions (1). Die Publikation ist im Rahmen ihres PhD-Studiums im vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) geförderten Doktoratskolleg "Molecular, Cellular and Clinical Allergology (MCCA)", unter der Betreuung von Univ.-Prof. Dr. Barbara Bohle, Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung, Arbeitsgruppe Experimentelle Allergologie, entstanden.

Neutrophile: Ein unbeschriebenes Blatt in der IgE-vermittelten Allergie

IgE-vermittelte Allergien sind zu einem ernsthaften allgemeinen Problem geworden, wobei die Pathophysiologie dieser Erkrankungen noch nicht völlig geklärt ist. Der Kontakt mit Allergenen löst allergische Reaktionen aus, die in zwei Effektor-Phasen eingeteilt werden. Die erste Phase wird als Sofortreaktion bezeichnet und tritt innerhalb von Minuten nach dem Allergen-Kontakt auf. Sie wird hauptsächlich durch Mastzellen ausgelöst, welche bereits vorhandene, eingelagerte sowie neu produzierte Mediatoren freigeben, die die allergischen Symptome innerhalb von Minuten auslösen bzw. andere Leukozyten an den Ort der Entzündung anlocken. Diese vermitteln dann die Spätphasen-Reaktion, welche durch das Vorhandensein von T-Zellen, Eosinophilen, Basophilen, Monozyten, Neutrophilen und einer speziellen Zytokin-Umgebung charakterisiert ist.

Obwohl die Anzahl der Neutrophilen nach dem Kontakt mit Allergenen ansteigt und die der anderen Zelltypen zahlenmäßig übertrifft, wurde diesen bei allergischen Reaktionen bislang keine große Beachtung geschenkt und neutrophile Granulozyten wurden bisher nicht als bedeutende Akteure einer allergischen Entzündungreaktion angesehen.

In ihrer Publikation konnte Dr.in Polak zeigen, dass Neutrophile eine bisher nicht bekannte Rolle in der Pathophysiologie der IgE-vermittelten Allergie spielen. Ihre Ergebnisse weisen darauf hin, dass in der allergischen Spätphase ein Zytokin-Umfeld vorhanden ist, welches die Lebensspanne von Neutrophilen verlängert und begünstigt, so dass diese zu Antigen-präsentierenden Zellen werden. Antigen-präsentierende Zellen sind Zellen, welche das Allergen aufnehmen, verdauen und den allergen-spezifischen CD4+ Zellen präsentieren. Diese werden dadurch aktiviert und tragen ihrerseits zur allergischen Entzündung bei.

Zusätzlich wurden während der Dissertation von Dr.in Polak AllergikerInnen intradermal Allergene injiziert, um allergische Spätphase-Reaktionen in der Haut auszulösen. In fünf voneinander unabhängigen Experimenten konnte Dr.in Polak aktivierte Neutrophile in der Spätphase-Reaktion nachweisen. Diese in vivo Experimente weisen darauf hin, dass Neutrophile tatsächlich als Antigen-präsentierende Zellen in der allergischen Spätphase fungieren könnten.
In einer Nachfolgearbeit, die ebenfalls im JACI veröffentlicht wurde, konnte Dr.in Polak zudem den Mechanismus, der von Neutrophilen zur Aktivierung von allergen-spezifischen T-Zellen benutzt wird, identifizieren (2).

Auch in ihrer zweiten Publikation hat Dr.in Polak  in vivo Experimente eingesetzt, um ihre in vitro Daten zu bestätigen. In einem humanisierten Tiermodell konnte nachgewiesen werden, dass Neutrophile durch die Aktivierung allergen-spezifischer T-Zellen zu allergisch-entzündlichen Erkrankungen beitragen.

In einer dritten Publikation konnte Dr.in Polak nachweisen, dass die von den aktivierten T-Zellen freigesetzten Zytokine ihrerseits zu einer vermehrten Aktivierung von Neutrophilen und deren Umwandlung in antigen-präsentierende Zellen beitragen (3).
Insgesamt weisen die wissenschaftlichen Arbeiten von Dominika Polak darauf hin, dass Neutrophile in der IgE-vermittelten Allergie als eine Art Verstärker von lokalen, allergischen T-Zell-vermittelten Entzündungen, welche durch natürliche Exposition oder durch die Impfung im Rahmen einer Immuntherapie verursacht wurden, fungieren.

Wissenschaftliches Umfeld

Dominika Polak begann ihr PhD-Studium an der Medizinischen Universität Wien 2013, als sie für einen der begehrten Plätze im international anerkannten FWF-geförderten Doktoratskolleg „Molecular, Cellular and Clinical Allergology (MCCA)“ ausgewählt wurde. In der Arbeitsgruppe Experimentelle Allergologie von Frau Prof. Barbara Bohle erforschte sie die Rolle von Neutrophilen in IgE-vermittelten Allergien. Zu Beginn ihres PhD-Studiums absolvierte sie einen Aufenthalt im Labor von Professor Marco Cassatella an der Universität in Verona, wo sie grundlegende Techniken, um humane Neutrophile zu isolieren und zu bearbeiten, erlernte. Nach ihrer Rückkehr aus Italien etablierte sie diese Methoden am Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung und begann ihre Experimente. Diese umfassten auch eine klinische Studie, die die Ergebnisse ihrer in vitro Daten bestätigte.
Aus den bisherigen Ergebnissen ihrer Forschung zur Rolle von Neutrophilen in IgE-vermittelter Allergie entstanden drei Publikationen, die in höchst renommierten, peer-reviewed Journalen veröffentlicht wurden.

Zur Person

Dominika Polak wurde 1988 in Gdansk, Polen, geboren. Sie studierte Molekulare Biotechnology an der Technischen Universität in Gdansk und absolvierte dort ihren Master. Da sie gerne in einem internationalen Umfeld arbeiten wollte, nahm sie während ihres Studiums zwei Mal am Studienaustausch-Programm Erasmus teil. Der erste Auslandsaufenthalt führte sie für fünf Monate nach Linz an die Johannes-Kepler-Universität wo sie ihr Studium der Biotechnologie fortführte. Ihr Praktikum am Institut für Physikalische Chemie und Linzer Institut für Organische Solarzellen über die Herstellung und Funktionsweise organischer Solarzellen hat sie sehr beeindruckt.  Ein Jahr später absolvierte sie ein Praktikum am Centro Singular de Investigación en Tecnoloxías da Información an der Universität von Santiago de Compostella in Spanien und beschäftigte sich mit der Theorie des Übergangszustandes.  Darüber hinaus führte sie auch ein Projekt über kinetische Isotopeneffekte durch.
Nach Wien kam sie 2013, nachdem sie sich erfolgreich um einen Platz in dem international anerkannten und kompetitiven PhD-Programm „ Molecular, Cellular und Clinical Allergology (MCCA)“ beworben hatte.
Im Rahmen des PhD-Programms engagierte sie sich als studentische Sprecherin und ist darüber hinaus auch ein aktives Mitglied in verschiedenen internationalen Verbänden. In den vergangenen Jahren hat Dominika Polak an zwanzig nationalen und internationalen Konferenzen teilgenommen und für die Präsentation ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse mehrere Preise gewonnen.
2019 hat Frau Polak mit ausgezeichnetem Erfolg ihr PhD-Studium abgeschlossen und arbeitet nun als Post-Doc im Labor von Frau Prof. Bohle am Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung. Dort forscht sie derzeit an der Charakterisierung von Antikörpern, die durch sublinguale Immuntherapie induziert wurden. Ihr neues Projekt hindert sie trotzdem nicht daran auch weiterhin Experimente mit humanen Neutrophilen durchzuführen.

Ausgewählte Literatur

  1. Polak, D., C. Hafner, P. Briza, C. Kitzmüller, A. Elbe-Bürger, N. Samadi, M. Gschwandtner, W. Pfützner, G.J. Zlabinger, B. Jahn-Schmid, and B. Bohle. A novel role for neutrophils in IgE-mediated allergy: evidence for antigen-presentation in late-phase reactions. Journal of Allergy and Clinical Immunology (2019), 143(3):1143-1152.e4. doi:10.1016/j.jaci.2018.06.005                                                      
  2. Polak, D., N. Samadi, C. Vizzardelli, G. Sánchez Acosta, S. Rosskopf, P. Steinberger, B. Jahn-Schmid, and B. Bohle. Neutrophils promote T cell-mediated inflammation in allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology (2019); 143(5):1923-1925.e3. doi: 10.1016/j.jaci.2018.11.035
  3. Samadi,N., Polak, D., Kitzmüller, C., Steinberger, P., Zlabinger G.J., Jahn-Schmid, B. and Bohle, B. T cell-derived cytokines enhance the antigen-presenting capacity of human neutrophils.                European Journal of Immunology (2019); 49(9): 1441–1443. doi: 10.1002/eji.201848057

      Dr.in Dominika Polak

      Dr.in Dominika Polak
      Medizinische Universität Wien
      Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung
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