AG Harb

In diesem Arbeitspaket möchten wir verstehen, wie Mikrobiota in der Lunge über die beiden Systeme TLR/MyD88 und RIGI erkannt werden. In diesem Zusammenhang verwenden wir zellspezifische Deletionen der verschiedenen Komponenten des TLR/MyD88/RIGI-Systems, um zu verstehen, wie das angeborene Immunsystem auf das Mikrobiom in der Homöostase vor allem in der Lunge, aber auch im Darm reagiert. ScRNA-seq wird eingesetzt, um zu ermitteln, wie verschiedene Zellpopulationen mit mikrobiellen Peptiden und Metaboliten interagieren, um eine normale Immunantwort/Toleranz zu aktivieren. Ein weiteres Signal, das wir in der Lunge beobachtet haben, war Notch4. Obwohl es auf Treg-Zellen wirkt, reguliert es verschiedene Komponenten der adaptiven und angeborenen Immunzellen (Harb et al. Nat Immun. 2020, Harb et al. Immunity 2021). In früheren Studien, die in meinem früheren Labor unter meiner Aufsicht durchgeführt wurden, konnten wir einen Zustrom von angeborenen lymphatischen Zellen (ILC) vom Typ I nach der Inokulation mit dem allergieauslösenden Bakterium A. llwoffii beobachten. Die Rolle der ILCs beim Cross-Talk mit der Mikrobiota wurde noch nie untersucht. Dies wäre eine der Grundideen, die wir gerne weiter untersuchen würden.

In this work package, we would like to understand how microbiota in the lung are sensed via both TLR/MyD88 and RIGI systems. In that regard, we are employing cell-specific deletions of the different components of the TLR/MyD88/RIGI systems to understand how the innate immune system react to microbiome in homeostasis primarily in the lung but as well in the gut. ScRNA-seq will be used to identify how different cell populations interact with microbial peptides and metabolites in order to activate a normal immune response/tolerance. Another signal we have witnessed in the lung was Notch4. Although on Treg cells, it had an effect in regulating different components in the adaptive and innate immune cells (Harb et al. Nat Immun. 2020, Harb et al. Immunity 2021). Previous studies done in my previous lab under my supervision, we saw an influx of innate lymphoid cells (ILC) type I after inoculation with a cowshed, allergy protecting bacteria A. llwoffii. It has never been investigated the role of ILCs in the cross talk with microbiota. This would be one of the basic ideas; we would like to investigate further.

Regulatorische T-Zellen (Treg-Zellen) spielen eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von COVID-19-Infektionen (Harb et al. Immunity 2021). Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Treg-Zellen eine wichtige Rolle bei verschiedenen Arten von chronischen Virusinfektionen der Lunge spielen. In diesem Projekt versuchen wir, die verschiedenen Signalwege zu identifizieren, die beim Post-COVID-19-Syndrom aktiv sind und die sich auf die Treg-Zellen auswirken können und somit deren Aktivität im späteren Leben und bei anderen Komorbiditäten beeinflussen.

Regulatory T-cells (Treg cells) play an important role in the pathogenesis of COVID-19 infections (Harb et al. Immunity 2021). Furthermore, it has been shown that Treg cells play an important role in various types of chronic viral lung infections. In this project, we try to identify the different pathways active in Post COVID-19 syndrome that may be affects in Treg cells and thus affect its activity later in life and in other comorbidities.

Roseomonas mucosa ist eine gramnegative, aerobe Bakterienart. Es wurde erstmals im Jahr 2000 aus Blut isoliert. Sein Name leitet sich vom lateinischen mucosa (schleimig, schleimig) ab und bezieht sich auf die schleimigen, fast flüssigen Bakterienkolonien. In diesem Projekt haben wir eine neue Rolle dieses Bakteriums auf der Grundlage einiger klinischer NIH-Studien über seine positive Rolle bei atopischer Dermatitis ermittelt. Wir konnten einen neuen Mechanismus identifizieren, durch den diese Bakterien in der Lage sind, den Eisenstoffwechsel in Epithelzellen zu kontrollieren. Außerdem aktivieren sie keine Gefahrensignale in Epithelzellen und somit auch nicht das Immunsystem. In diesem Projekt untersuchen wir sowohl in vitro als auch in vivo die mögliche Rolle von Roseomonas bei der Kontrolle anderer humaner Krankheitserreger und machen sie durch verschiedene Mechanismen unschädlich.

Roseomonas mucosa is a species of Gram negative, aerobic, bacterium. It was first isolated from blood in 2000. Its name is derived from Latin mucosa (mucous, slimy), referring to the mucoid, almost runny bacterial colonies. In this project we have identified a new role of this bacteria based on couple of NIH clinical studies for its positive role in atopic dermatitis. We were able to identify a new mechanism by which these bacteria are able control iron metabolism in epithelial cells. Furthermore, they don’t activate danger signals in epithelial cells and thus, they don’t activate the immune system. In this project, we study both in vitro and in vivo the possible role of Roseomonas in control other human pathogens and render them non-pathogenic using various mechanism.

Die Asthma-Prävalenz hat in den letzten Jahrzehnten aufgrund von Urbanisierung und Änderungen des Lebensstils zugenommen. Die industriellen Revolutionen, die Ende des 19. Jahrhunderts begannen und sich im 20. und 21. Jahrhundert fortsetzten, haben zu einem massiven Anstieg der Feinstaubkonzentration (PM) in der Luft geführt. Dies hat zu einem Anstieg der Schwere und Prävalenz von Asthma an Orten geführt, die stark verschmutzt sind. Feinstaub fördert sowohl T-Helfer (Th) Typ 2 (Th2) als auch Typ 17 (Th17) Zellreaktionen und verursacht eine dramatische Hochregulierung der IgE-Produktion. Unsere jüngsten Studien haben einen molekularen Schalter zwischen Alveolarmakrophagen (AMs) und regulatorischen T-Zellen (Treg) identifiziert, die Jagged1 auf AMs und den Notch4-Rezeptor auf Treg-Zellen aktivieren. Epigenetische Modifikationen im Zusammenhang mit PM-induziertem Asthma und Langzeitwirkungen von Virusinfektionen nehmen zu. In dieser Studie wollen wir die Rolle von PM bei der Modifikation des Epigenoms T-Zellen untersuchen, indem wir Histonmodifikationen als eine der wichtigsten epigenetischen Markierungen für Veränderungen analysieren. Generationenübergreifende epigenetische Modifikationen von PM werden analysiert, um die langfristigen Auswirkungen der PM-Exposition in stark belasteten und sozioökonomisch schwachen Gemeinschaften und die möglichen Auswirkungen auf die Entwicklung und Verschlimmerung nicht übertragbarer Krankheiten zu verstehen. Maladaptives Immuntraining aufgrund von PM-Exposition wird weiter untersucht, indem hämatopoetische Stammzellen (HSC) mit T-Zell- und Treg-Funktionalität verknüpft werden. Darüber hinaus werden wir die Rolle weiblicher Keimbahn-Stammzellen (FGSC) bei der transgenerationalen epigenetischen Signalübertragbarkeit untersuchen. Diese Studie wird das Potenzial haben, neue Wege zu identifizieren, die von der PM-Exposition betroffen sind und als therapeutische Ziele gegen PM-abhängige epigenetische Modifikationen bei Asthma und anderen nicht übertragbaren Krankheiten verwendet werden können.

Asthma prevalence has increased in the past few decades due to urbanization and lifestyle changes. The industrial revolutions starting in late 19^th century and continuing throughout the 20^th and 21^st centuries has caused a massive increase in particulate matter (PM) concentration in the air. This has led to an increase in asthma severity and prevalence in those places that are highly polluted. Particulate matter promotes both T helper (Th) type 2 (Th2) and type 17 (Th17) cell responses and cause a dramatic upregulation on IgE production. Our recent studies have identified a molecular switch between alveolar macrophages (AMs) and regulatory T (Treg) cells activating Jagged1 on AMs and Notch4 receptor on Treg cells. Epigenetic modifications related to both PM induced asthma and long effects of viral infections are on the rise. In this study, we want to investigate the role of PM in modifying the epigenome of T-cells by analyzing histone modifications as one main epigenetic mark for changes. Transgenerational epigenetic modifications of PM will be analyzed to understand the long-term effect of PM exposure in heavily polluted and low socioeconomically communities and the implications it may have on development and exacerbation of non-communicable diseases. Maladaptive immune training due to PM exposure will be further examined linking hematopoietic stem cells (HSC) with T-cell and Treg functionality. Furthermore, we will investigate the role of female germline stem cells (FGSC) in epigenetic signal transferability transgenerationally. This study will have the potential in identifying new pathways that are affected by the PM exposure and can be used as therapeutic targets against PM-dependent epigenetic modifications in asthma and other non-communicable diseases.

2001-2006: Pharmacy studies at Amman University

2006-2011: Diplom Human Biology with focus on Immunology and Microbiology at the Philipps University Marburg

2011-2016: PhD in Immunology and Epigenetics at the Philipps University Marburg in the lab of Prof. Harald Renz

2016-2017: Postdoctoral Fellow at the Institute for Laboratory Medicine, Pathobiochemistry and Molecular Diagnostics, Philipps University Marburg

2017-2019: Postdoctoral Fellow at the Chatila Lab (Prof. Talal Chatila), Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA

2019-2020: Boston Children’s Hospital Postdoctoral Association President.

2019-2020: Instructor in Paediatrics (Junior Faculty Member), Harvard Medical School, Boston, USA.

2020-2021: Guest Scientist and Junior Group leader at the Psychoneuroimmunology laboratory (AG Peters, Prof. Eva Peters), Gießen, Germany

2021-2022: Medical Affairs Manager and Medical Advisor at AstraZeneca, Germany

Since 2021: President and Chairman of the German-Syrian Research Society

Since 2022: Junior Professor in Infectious Immunology at the Institute of Medical Microbiology and Virology, Dresden, Germany