Unser Forschungsprogramm
Am HZI setzten wir uns dafür ein, die wachsende Bedrohungen durch bakterielle und virale Krankheitserreger mit Spitzenforschung zu bekämpfen. Unser Ziel ist es, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Erregern und ihren Wirten besser zu verstehen. Auf dieser Grundlage entwickeln unsere Wissenschaftler:innen innovative Ansätze für Diagnose, Prävention und Therapie.
Unser Programm „Infektionsforschung“ gliedert sich in drei miteinander verbundene Forschungsschwerpunkte, die sich Schlüsselaspekten der Infektionsbiologie und der Entwicklung therapeutischer Lösungen widmen:
- Bakterielle und virale Krankheitserreger (Topic 1)
- Immunantwort und -interventionen (Topic 2)
- Neue Antiinfektiva (Topic 3)
Diese Topics sind eng miteinander verknüpft und fördern die interdisziplinäre Zusammenarbeit. Expert:innen aus verschiedenen Fachgebieten arbeiten gemeinsam daran, drängende klinische und gesellschaftliche Herausforderungen zu lösen - und wissenschaftlicher Erkenntnisse schneller i in konkrete Anwendungen zu überführen.
Gemeinsam mit Gastwissenschaftler:innen aus aller Welt nutzen unsere Forscher:innen fortschrittliche Labortechniken, um Krankheitserreger und Immunzellen in Aktion zu beobachten. Sie analysieren, wie Krankheitserreger in Wirtszellen eindringen, und entwickeln Strategien, um diese Mechanismen zu blockieren oder zu neutralisieren. Durch die Erforschung von Naturstoffen, synthetischen Verbindungen und neuen Interventionsmethoden wollen sie Infektionen verhindern oder sogar heilen. Unsere Arbeit reicht von molekularen Studien und Infektionsmodellen in Zellkulturen und Mäusen bis hin zu Computersimulationen, Patient:innenstudien und bevölkerungsbasierten Analysen – alles mit dem Ziel, die globale Gesundheit zu verbessern.
Diese Forschung wird durch hochmoderne Infrastrukturen unterstützt, die den Wissenschaftler:innen am HZI und der breiteren Infektionsforschungsgemeinschaft Zugang zu Spitzentechnologien ermöglichen.
Bakterielle und virale Krankheitserreger
Der Forschungsschwerpunkt „Bakterielle und virale Krankheitserreger“ untersucht Bakterien, Viren und ihr dynamisches Zusammenspiel mit dem Wirt. Ziel ist es, die molekularen Grundlagen von Infektionsprozessen zu verstehen und Risikofaktoren für die Ausbreitung von Krankheiten zu erkennen. In diesem Forschungsschwerpunkt analysieren Wissenschaftler die Strukturen und Mechanismen, die es Krankheitserregern ermöglichen, den Wirt zu infizieren, sich dauerhaft in ihm einzunisten und seiner Immunabwehr zu widerstehen. Um vielversprechende Ziele für neue Therapien und neue Diagnoseverfahren zu identifizieren, verfolgen sie ein breites Spektrum von Forschungsansätzen. Sie nutzen Technologien zur Charakterisierung von Erregern sowie Datenanalyseverfahren, um spezifische Merkmale von Pathogenen zu bestimmen. Darüber hinaus entwickelt der Forschungsschwerpunkt „Bakterielle und virale Krankheitserreger“ neuartige digitale Gesundheitsüberwachungssysteme, die eine schnelle Reaktion auf Krankheitsausbrüche ermöglichen. Mithilfe von Daten aus der Nako-Gesundheitsstudie werden Zusammenhänge zwischen Infektionen und nicht übertragbaren Krankheiten untersucht.
Topic-Sprecher: Prof. Chase Beisel
Stellvertreter: Prof. Wulf Blankenfeldt
Immunantwort und -interventionen
Im Mittelpunkt des Forschungsschwerpunkts „Immunantwort und -interventionen“ steht die Reaktion des Immunsystems auf Infektionen. Wissenschaftler untersuchen die Erkennung von Bakterien und Viren durch die Immunabwehr, die Gründe für die individuell unterschiedliche Anfälligkeit für Infektionen sowie die Mechanismen, mit denen Krankheitserreger das Immunsystem des Wirtes umgehen können. Sie untersuchen die Alterung des Immunsystems, den Einfluss mikrobieller Gemeinschaften im Körper auf den Verlauf von Infektionen und die Auswirkungen von Infektionen auf neurodegenerative Erkrankungen. Das Spektrum der Forschungsarbeiten reicht von grundlegenden Untersuchungen an Zellen und Tiermodellen bis hin zu Studien mit menschlichen Probanden, die in Zusammenarbeit mit klinischen Partnern in Patienten- und Populationskohorten durchgeführt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für neue immunorientierte Strategien zur Vorbeugung – beispielsweise durch Impfungen – sowie Behandlung von Infektionskrankheiten.
Topic-Sprecherin: Prof. Yang Li
Stellvertreter: Prof. Luka Cicin-Sain
Neue Antiinfektiva
Im Forschungsschwerpunkt „Neue Antiinfektiva“ arbeiten Wissenschaftler:innen an der Entdeckung und Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten. Die Wirkstoffforschung am HZI konzentriert sich insbesondere auf mikrobielle Naturstoffe – Verbindungen, die von Organismen wie etwa Bakterien und Pilzen in großer Vielfalt produziert werden. Einige dieser Verbindungen verfügen über medizinisch nutzbare Eigenschaften. Am HZI entwickeltn interdisziplinäre Teams von führenden Expert:innen aus Wissenschaft und Industrie innovative Methoden zur Identifizierung, Charakterisierung und Verbesserung von Naturstoffen, die gegen Bakterien und Viren eingesetzt werden können. Sie optimieren sowohl diese Verbindungen als auch synthetische Moleküle durch Methoden der Medizinalchemie und der synthetischen Biotechnologie, um sie für den Einsatz als Arzneimittel geeignet zu machen. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern werden die Substanzen dann in präklinischen und klinischen Studien weiterentwickelt, um sie schließlich zur Behandlung von Patienten einsetzen zu können. Darüber hinaus entwickeln die Wissenschaftler:innen im Schwerpunkt „Neue Antiinfektiva“ innovative Technologien, um einen sicheren und effektiven Transport von Medikamenten an den Wirkort im Körper zu gewährleisten, also etwa in das infizierte Organ, das erkrankte Gewebe oder die Zielzelle.
Topic-Sprecherin: Prof. Anna Hirsch
Stellvertreter: Prof. Mark Brönstrup
HUMAN MICROSTAR
Die Etablierung und Verknüpfung der neuen Programme HUMAN und MICROSTAR bildet eine ganzheitliche und vielschichtige Strategie mit dem Potenzial, bahnbrechende Erkenntnisse und neue Lösungen für die Gesundheit des Menschen im Kontext seiner mikrobiellen Umwelt zu liefern.
Das langfristige Ziel ist die Entwicklung neuer und innovativer Arzneimittel und neuartiger Technologien zur Bekämpfung der Herausforderungen für die globale Gesundheit von heute und morgen. Im Zuge von MICROSTAR und HUMAN werden am HZI in den bevorstehenden Jahren bis zu 20 neue Arbeits-, Nachwuchs- und Technologiegruppen aufgebaut, zusätzliche Clinician Scientists rekrutiert sowie die wissenschaftsunterstützenden Dienste signifikant ausgebaut werden.
