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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.
Durchflusszytometrie und Zellsortierung
Unser Organismus besteht aus vielen verschiedenen Zelltypen mit den unterschiedlichsten Aufgaben. Solange sie ihre Funktion in der Gemeinschaft erfüllen, sind wir gesund – verändern sie sich, oder werden von Krankheitserregern verändert, gerät das sensible Gleichgewicht ins Wanken und wir werden krank. Die Serviceeinheit Durchflusszytometrie und Zellsortierung stellt den Wissenschaftlern am HZI die Geräte und das Wissen zur Verfügung, um Zellen auf der Ebene der Einzelzelle zu identifizieren und ihre Funktion zu analysieren.
Compound Profiling und Screening
Die Ausbreitung von Mikroorganismen, die resistent gegen gebräuchliche Antibiotika sind, wird auch von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als zunehmende Bedrohung betrachtet, da dadurch nicht nur die Zahl der Patienten steigt, die bei einer Infektion nicht mehr behandelt werden können, sondern unter Umständen auch andere schwere Krankheiten nicht mehr therapiert werden, wenn die Therapie mit einer Schwächung des Immunsystems und damit einem erhöhten Infektionsrisiko verbunden ist. Aus diesem Grund sind neue Wirkstoffe zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten dringend notwendig, genauso wie ein verantwortungsvoller Einsatz der existierenden Antibiotika. Voraussetzung für neue Wirkstoffe sind geeignete Tests zur Erkennung aktiver Substanzen und Substanzbibliotheken ausreichender chemischer Diversität. Neben den Primärscreens führen wir zusammen mit Partnern auch Folgeuntersuchungen durch, die zur Optimierung der Substanz führen sollen.
Chemische Biologie der Kohlenhydrate
Pseudomonas aeruginosa ist allgegenwärtig, krankheitserregend und lebt in schleimigen Lebensgemeinschaften, sogenannten Biofilmen. Etwa 90 Prozent der Mukoviszidose-Patienten sterben an diesem Keim. Außerdem hat sich das Bakterium zu einem der Hauptverursacher von Krankenhausinfektionen entwickelt. Die Behandlung ist problematisch, denn durch sein Leben im Biofilm ist der Keim gut vor dem Immunsystem und auch vor Antibiotika geschützt. Zudem bildet er zunehmend Resistenzen gegen Antibiotika aus. Unsere Wissenschaftler entwickeln Substanzen, die diese Biofilme auflösen sollen und damit P. aeruginosa angreifbar machen. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Chemische Biologie
Auf der Suche nach neuen Therapien gegen Krankheitserreger, fokussieren sich Wissenschaftler hauptsächlich auf chemische Wirkstoffe. Die drei Ziele, die wir am HZI in der Abteilung der Chemischen Biologie (CBIO) verfolgen, sind: Neue Wirkstoffe zu entdecken, deren Funktionsweisen aufzuklären und ihre Eigenschaften zu optimieren.
Biomarker für Infektionskrankheiten
Die Arbeitsgruppe „Biomarker für Infektionserkrankungen“ arbeitet an der Identifizierung von präziseren diagnostischen und prognostischen Wirts-Biomarkern sowohl für Infektionserkrankungen als auch für die Verbesserung der Impfantwort. Die klinischen Ziele dieser Gruppe sind die Optimierung und Auswahl der effektivsten, individualisierten Behandlung frühestmöglich nach Erkrankung, um dadurch die Verwendung von Antibiotika zu rationalisieren (Verbesserung des verantwortungsvollen Umgangs mit Antiinfektiva, antiinfective stewardship) und die Behandlungserfolge zu erhöhen. Die Gruppe hat ihren Sitz am TWINCORE in Hannover.
