Unser Forschungsprogramm
Gemeinsam mit etwa 100 Gastwissenschaftler:innen aus aller Welt arbeiten unsere Forscher:innen an drängenden Problemen von hoher klinischer Relevanz. Dabei konzentrieren sie sich auf ausgewählte Schwerpunktthemen, die Research Foci. Mit anspruchsvollen Labortechniken beobachten sie Krankheitserreger und Immunzellen im Moment der Infektion. Sie analysieren die molekulare Struktur der "Waffen", mit denen Krankheitserreger in eine Wirtszelle eindringen - und entwickeln Methoden zu deren Entschärfung. Sie suchen nach Substanzen aus der Natur oder dem Labor, die Krankheitserreger neutralisieren, Infektionen verhindern oder sogar heilen können. Sie nutzen Hightech-Analysegeräte und untersuchen Infektionsprozesse in Zellkulturen, bei Mäusen, in komplexen Computersimulationen, bei Einzelpersonen, Patientengruppen und ganzen Bevölkerungsgruppen – alles für das Ziel einer gesünderen Zukunft.
Das Programm "Infektionsforschung"
Die Entwicklung effizienter Strategien gegen Infektionen erfordert ein grundlegendes Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Erreger und Patient:in mit Blick auf mögliche Therapiemöglichkeiten.
Die Struktur des Programms Infektionsforschung trägt dieser Anforderung Rechnung. Sein Ziel ist es, detaillierte Kenntnisse auf den Ebenen von Wirt, Krankheitserreger und Behandlung beziehungsweise Prävention zu erlangen. Daher ist das HZI-Programm Infektionsforschung in drei miteinander verknüpften Forschungsschwerpunkten organisiert, den Topics . Sie bündeln Fachwissen zu Krankheitserregern, zur Immunabwehr sowie zu Wirkstoffen gegen Infektionen und bringen es in gemeinsame Projekte ein.
Forschungsschwerpunkte
Im Rahmen des Programms „Infektionsforschung“ sind die einzelnen Projekte des HZI jeweils einem von drei Forschungsschwerpunkten („Topics“) zugeordnet:
- Bakterielle und virale Krankheitserreger (Topic 1)
- Immunantwort und -interventionen (Topic 2 )
- Antiinfektiva (Topic 3)
Ein intensiver Kontakt und Austausch zwischen den verschiedenen Forschungsschwerpunkten sichert den Erfolg des Programms. Wissenschaftler:innen aller drei Forschungsschwerpunkte kooperieren insbesondere im Rahmen so genannter Research Foci, die sich jeweils spezifischen Problemen von klinischer Relevanz widmen.
Die Topics werden durch modernste Technologieplattformen unterstützt. Diese Plattformen ermöglichen sowohl Wissenschaftler:innen des HZI als auch der Infektionsforschungs-Gemeinschaft insgesamt den Zugang zu Spitzentechnologien.
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
Antiinfektiva
Im Forschungsschwerpunkt „Antiinfektiva“ arbeiten Wissenschaftler:innen an der Entdeckung und Entwicklung neuer Antiinfektiva. 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 „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.
