Forschungsschwerpunkte
Alterungsprozesse des Immunsystems
Unsere Forschung beschäftigt sich mit der Rolle des Immunsystems bei Alterungsprozessen und welche Rolle das Immunsystem in frühen Stadien chronisch-entzündlicher Erkrankungen insbesondere im Alter spielt. Solche entzündlichen Prozesse werden zunehmend auch den Frühstadien von neurodegenerativen Erkrankungen zugeschrieben. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf den Alterungsprozessen des Immunsystems selbst, die möglicherweise einen entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung entzündlicher Prozesse und als Folge altersbedingter Erkrankungen ausüben.
Forschung mit modernsten Methoden für den Menschen
Wir untersuchen diese Prozesse in Kohortenstudien mithilfe modernster Verfahren der Immunologie, der funktionellen Genomik, sowie der computer-gestützen Auswertung hochdimensionaler Datensätze mithilfe statistischer und bioinformatischer Methoden bis hin zum maschinellen Rechnen und dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz.
Die Präzisionsmedizin erfordert die Entwicklung von sogenannten Companion Diagnostics (CDx oder therapiebegleitende Diagnostika) zur Identifizierung von Patienten, die von einer Behandlung profitieren. Am Beispiel der Kortikosteroidtherapie bei Intensivpatienten mit schweren Infektionen haben wir ein Konzept für die Entwicklung von CDx entwickelt, bei dem Einzelzell- und Bulk-Transkriptomik eingesetzt werden, um molekulare Merkmale von Individuen zu identifizieren und die Wirkung von Medikamenten zu überwachen.
In unserer jüngsten Studie zeigen wir das Potenzial der Einzelzell-omik für die Überwachung der in vivo Wirkung immunmodulatorischer Medikamente und für die Patientenstratifizierung für Ansätze in der Präzisionsmedizin. Dexamethason-induzierte Transkriptionsveränderungen in Monozyten sind molekulare Behandlungsreaktionen, die direkt mit dem klinischen Ergebnis von schwerem COVID-19 in Verbindung stehen und das Potenzial für die Identifizierung von Patienten aufzeigen, die nicht auf die Therapie ansprechen.
Infektionen als Auslöser für verfrühte Alterung des Immunsystems
Ein weiterer Schwerpunkt sind Untersuchungen zu infektiösen Erkrankungen als potentieller Auslöser für chronisch-entzündliche Prozesse und frühzeitiges Altern des Immunsystems und damit möglicherweise als eine der Ursachen für die Entwicklung altersbedingter Erkrankungen - einschließlich der neurodegenerativen Erkrankungen. Hier arbeiten wir an der Charakterisierung der Immunantwort unter anderm bei Menschen, die mit HIV Infektion leben, [HIV2000], an schwerer Blutvergiftung (Sepsis) erkrankten Menschen [ImmunoSEP], Menschen mit akutem COVID-19 [DeCOI], aber auch Post-COVID Syndrom [NEUROCOV, NKSG] sowie Fatigue nach viralen Infektionen [IMMME]. Diese immunologischen Stress-Situationen könnten zu einer langfristigen Schädigung und zu einem frühzeitigen Altern des Immunsystems führen.
Verbesserung des Immunsystems zur Prävention von Alterungsprozessen
Im Rahmen dieser Kohorten-Studien führen wir auch Interventionsstudien durch. So beschäftigen wir uns auch mit der Frage, wie Impfungen im Alter wirken, wie diese optimiert werden können, z. B. bei Patienten mit chronischen Erkrankungen, wie bereits zugelassene Medikamente zur Verbesserung der Funktion des Immunsystems bei älteren Menschen eingesetzt werden könnten, und wie Methoden der funktionellen Genomik für die Entwicklung von diagnostischen Tests zur Medikamentensteuerung nutzbar gemacht werden können.