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Mikrobielle Immunregulation
Das Mikrobiom – also die Gesamtheit der Mikroorganismen, die auf und in einem mehrzelligen Wirt leben – ist eine sehr vielfältige Gemeinschaft, die viele Körperpartien, wie die Haut und den Darm, bevölkert. Die Zusammensetzung des menschlichen Mikrobioms ist sehr variabel und wird von der Ernährung, der Immunkompetenz, Krankheiten und Medikamenten beeinflusst. Unsere Wissenschaftler untersuchen, wie diese mikrobiellen Gemeinschaften Infektionskrankheiten beeinflussen und wie sie manipuliert werden können, um Krankheiten zu behandeln.
Metabolismus bei Infektionen
Die Forschungsgruppe „Metabolismus bei Infektionen“ (CMII) unter der Leitung von Prof. Thekla Cordes konzentriert sich auf die Anwendung von Massenspektrometrie und Tracing-Ansätzen und verfolgt Stoffwechselwege, was zu Erkenntnissen über die Rolle kleiner Moleküle führt, die den Stoffwechsel und die Funktion von Immunzellen beeinflussen.
Modellsysteme für Infektion und Immunität
In der Infektionsforschung haben Experimente mit Zellen – und in späteren Forschungsstadien mit Mäusen – einen besonderen Stellenwert. Nur an ihnen können Wissenschaftler Vorgänge im lebenden System erforschen. Dafür benötigen sie spezielle Modellsysteme, die genau auf die wissenschaftliche Fragestellung zugeschnitten sind: Zelllinien und Mäuse mit veränderten Genen für die Erforschung von Infektionskrankheiten.
Human-Microbe Systems Bioinformatics
Im menschlichen Körper gibt es wesentlich weniger menschliche Zellen als Mikroben. Letztere stehen sowohl mit dem Wirt als auch untereinander in ständiger Wechselwirkung und können die Gesundheit und das Wohlbefinden des Einzelnen stark beeinflussen. In unserer Gruppe entwickeln wir hochmoderne Bioinformatik-Software und wenden sie an, um die Zusammenhänge zwischen Mensch und Mikroben genauer zu untersuchen und Naturstoffe zu entdecken, die an der Kommunikation zwischen den beiden Welten beteiligt sind. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Genome Mining für Sekundärstoffe
Die weltweite, unsachgemäße Anwendung von Antibiotika führt zu einer wachsenden Bedrohung durch die Entwicklung resistenter Keime. Dementsprechend werden neue antimikrobielle Wirkstoffe dringend benötigt. Eine der vielversprechendsten Quellen für die Entdeckung naturstoffbasierter Wirkstoffe sind Mikroorganismen. Die Entwicklung neuartiger Methoden im Bereich genome mining erlaubt es das Potential bislang ungenutzter Biosynthesewege zu erkennen und für die Produktion neuer Wirkstoffe zu nutzen. Diese sollen anschließend zu Antibiotika weiterentwickelt werden, welche es erlauben multiresistente Keime zu bekämpfen. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Experimentelle Infektionsforschung
Greift ein Virus unseren Organismus an, reagiert unser Immunsystem schnell und effizient. Es schüttet innerhalb von Stunden Botenstoffe aus, die über das Serum in den gesamten Körper gelangen. Besonders wichtige Botenstoffe bei dieser Abwehrreaktion des Organismus sind Interferone. Sie docken über Rezeptoren an die Oberfläche von Zellen an und aktivieren damit ein anti-Viren-Notprogramm der Zellen. Die Arbeitsgruppe Experimentelle Infektionsforschung hat ihren Sitz am TWINCORE in Hannover.
Evolutionäre Gemeinschaftsökologie
Der Mensch ist zunehmend Teil der Interaktionsnetze und die Übertragung von Krankheitserregern vom Tier auf den Menschen nimmt zu. Tatsächlich stellen neu auftretende Zoonosen eine zunehmende Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Die meisten dieser Krankheiten haben ihren Ursprung in Wildtieren. Mikroorganismen und die mit ihnen verbundenen Krankheiten beeinflussen auch das Fortbestehen und die Erhaltung von Tierpopulationen. Gelegentlich werden Krankheitserreger auch vom Menschen auf Tiere übertragen. Die Forschungsgruppe „Evolutionäre Gemeinschaftsökologie“ untersucht, wie sich die veränderte Zusammensetzung von Tiergemeinschaften kaskadenartig auf ihre mikrobiellen Gemeinschaften, Krankheiten und Übertragungsraten auch auf den Menschen auswirkt. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für One Health .
Epidemiologie und Ökologie antimikrobieller Resistenz
Aufgrund der Vernetzung zwischen Mensch, Tier und Umwelt und des raschen Ausbreitungspotenzials antimikrobieller Resistenzen zwischen Bakterienarten brauchen wir einen One Health Ansatz, um der Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen adäquat zu begegnen. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für One Health .
Einzelzellanalyse
Pathogene Bakterien können in ihrem Wirt zeitlebens verharren und trotz durchgehender Kontrolle durch das Immunsystem zu wiederkehrenden Infektionen führen. Die Mechanismen, wie sich ein Teil der Krankheitserreger der Kontrolle des Immunsystems entziehen und im Wirt ausbreiten kann, sind weitestgehend unverstanden. Unsere Arbeitsgruppe entwickelt hierfür Verfahren zur Transkriptom-Analyse von Einzelzellen, um den Mikrolebensraum einzelner Krankheitserreger besser verstehen und die funktionellen Auswirkungen auf den Verlauf von Infektionen analysieren zu können. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Dynamik respiratorischer Infektionen
Mehrere chronisch entzündliche Erkrankungen der Lunge wurden kürzlich mit Veränderungen in der Zusammensetzung des Mikrobioms der Atemwege in Verbindung gebracht. Darüber hinaus kann die Mikrobiota der Lunge nach ihrer Vorherrschaft entweder von proinflammatorischen Bakterien, wie Stämmen aus den Gattungen Staphylococcus, Pseudomonas und Haemophilus , oder von wenig stimulierenden Bakterien aus Gattungen wie Prevotella, Streptococcus und Veillonella klassifiziert werden. Darüber hinaus ist bereits bekannt, dass die kommensale Lungenmikrobiota die Aktivierung des Wirtsimmunsystems durch die Produktion zahlreicher struktureller Liganden und Metaboliten wie Lipopolysaccharid, Peptidoglykan und Sekundärmetaboliten beeinflussen kann. Die Interaktion zwischen der Lungenmikrobiota und dem Epithel der Atemwege sowie ihre Wechselwirkungen mit Lungenpathogenen sind jedoch noch nicht ausreichend erforscht.
