AG Perioperative Immunregulation

 

 

PD Dr. Christian Bode

 

PD Dr. Folkert Steinhagen

 

Molekulare und zelluläre Pathomechanismen der angeborenen Immunantwort sowie deren Modulation im Rahmen inflammatorischer Erkrankungen wie des Systemic Inflammatory Response Syndroms (SIRS), Sepsis oder akuten Lungenversagens (ARDS) sind zentrale Fragestellungen unserer wissenschaftlichen Arbeit. Hierbei beschäftigen wir uns mit der Regulation der innaten Immunantwort nach der Erkennung von Danger- und Pathogen-associated molecular patterns (DAMPs bzw. PAMPs), sowie der Inhibition der aktivierten Signalwege in vitro und in vivo. Ein besonderes Augenmerk gilt der Messung der individuellen, patientenspezifischen Immunantwort als eigene Entität. Die Kernhypothese unserer Forschungsprojekte ist hierbei, dass die individuelle Immunantwort aufgrund von genetischen, epigenetischen und umgebungsbedingten Faktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Genese z.B. der Sepsis/SIRS hat. Für die Umsetzung dieser translationalen Projekte, haben wir ein interdisziplinäres Netzwerk bestehend aus klinischen, molekularbiologischen und bioinformatische Wissenschaftlern des medizinischen Campus der Universität Bonn gebildet. Hierbei wird ein konsequenter „Bedside to Bench“ Ansatz verfolgt, der die molekularbiologische Verarbeitung und Analyse der Patientenproben „just in time“ gewährleistet.

Forschungsbereich SIRS/Sepsis

Sepsis und SIRS sind überschießende Immunreaktionen, die infektiöser oder nicht-infektiöser Genese sind, wobei letztgenanntes u.a. durch Traumata wie OPs ausgelöst werden kann. Symptomatisch ähnelt das SIRS einer Sepsis und kann ebenso wie diese zu lebensbedrohlichen Schockzuständen mit Organdysfunktion führen. Trotz hoher Mortalität und Morbidität sind die molekularen Grundlagen beider Erkrankung unzureichend verstanden und eine kausale Therapie existiert nicht. Um die Therapie der Sepsis/SIRS in Zukunft zu verbessern, ist es unabdingbar funktionelle und personalisierte Biomarker zu identifizieren, die eine Stratifizierung von Patienten und eine entsprechend zielgerichtete immunmodulatorische Therapie ermöglichen. Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es, die individuelle Immunantwort zu bestimmen und die epigenetischen und transkriptionellen Mechanismen, welche für die dysregulierte Immunantwort und die Reprogrammierung von Immunzellen verantwortlich sind, zu untersuchen.

Forschungsbereich ARDS

Das akute Lungenversagen (ARDS) ist eine schwere Entzündung des Lungenparenchyms und ist aufgrund unzureichender Therapiemöglichkeiten weiterhin mit einer hohen Mortalität verbunden. V.a. in der Influenza-Saison („Grippewelle“) kommt es zu vermehrter Ausbildung von Pneumonien bis hin zum ARDS. Im Rahmen der zugrunde liegenden Pathophysiologie und Therapie des ARDS beschäftigen wir uns mit der Rolle verschiedener Immunrezeptoren wie die Inflammasome. Im Rahmen eines translationalen Ansatzes werden hierbei unterschiedliche Modelsysteme untersucht. Hierbei kommen sowohl zellbasierte Modelle als auch komplexe In-vivo-Modelle zum Einsatz. Zudem untersuchen wir Immunzellen von Patienten mit ARDS, die auf unseren Intensivstationen behandelt werden.

Forschungsbereich Nukleinsäure-Erkennung

Als eigenständigen Forschungsbereich beschäftigen wir uns mit der Immunerkennung von Nukleinsäuren und der Entwicklung therapeutischer Oligonukleotide (ODN) inkl. Immunsuppressiver Substanzen. Nukleinsäuren einschließlich der Körpereigenen DNA sind Moleküle welche das Immunsystem über verschiedene Immunrezeptoren aktivieren können. Hierbei unterscheidet man zum einen die exogenen Nukleinsäuren, die im Rahmen einer Infektion als Bestandteil von Pathogenen in den Körper gelangen oder die endogenen Nukleinsäuren, die z.B. im Rahmen eines Zellstresses oder Zelluntergang das Immunsystem aktivieren. Die Akkumulation körpereigener DNA gilt zudem als Ursache für die Ausbildung bestimmter Autoimmunerkrankung. Im Rahmen perioperativer Entzündungsreaktionen wie dem SIRS wird vermutet, dass körpereigene mitochondriale DNA (mtDNA) ein wichtiges „Danger-Molekül“ (DAMP) darstellt das infolge eines Gewebetraumas aber auch im Rahmen einer gestörten Mitochondrienintegrität das eigene Immunsystem aktiviert. Wir untersuchen entsprechend die Freistzungsmechanismen und Immunerkennung von mtDNA via cGAS und AIM2/NLRP3 Inflammasom, sowie deren Inhibition u.a. mit telomerischen DNA Sequenzen.

 

Mitarbeiter:   

  • Mario Fox
  • Dr. Konrad Peukert
  • Dr. Andreas Hopf
  • Shuai Zhao

Dokorand*innen:       

  • cand. med. Enrico Kotalla
  • cand. med. Janina Kolb
  • cand. med. Anna Rier
  • cand. med Nina Cramer

Kollaborationspartner:           

  • Prof. Dr. E. Latz (Direktor, Institut für Angeborene Immunität)
  • Dr. Susanne Schmidt (AG Latz, Institut für Angeborene Immunität)
  • Prof. Dr. Christoph Wilhelm (Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie)
  • Dr. Christoph Koch (Leiter Studienzentrale Uniklinik Bonn)
  • Prof. Dr. Oliver Dewald (Direktor Klinik für Herzchirurgie, Klinikum Oldenburg)
  • Dr. Dennis Klinman (National Cancer Institute, NIH, MD, USA)