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Virologie und angeborene Immunität
Täglich dringen Krankheitserreger in unseren Körper ein – dabei bleiben sie nicht unerkannt. Sie treffen mit unserem Immunsystem auf einen starken Verteidiger, der Eindringlinge erkennt und umgehend Abwehrmaßnahmen ergreift. Viele Krankheitserreger können aber selbst bei einem intakten Immunsystem lebenslange Infektionen herbeiführen. Zu diesen Erregern gehört die Familie der Herpesviren. Infizieren wir uns mit einem der heute neun bekannten humanen Herpesviren, so etablieren diese Viren eine chronische Infektion und werden zu unseren lebenslangen Begleitern.
Virale Immunologie
"Damals war ich nicht so oft krank": Mit zunehmendem Alter verliert nicht nur die Haut ihre Elastizität - viele Organe verlieren ihre Funktion. So wie das Immunsystem: Abwehrzellen reagieren nicht mehr zeitnah, und das immunologische Gedächtnis wird nicht mehr aufgebaut. Dadurch sind wir schlecht durch Impfstoffe geschützt und anfälliger für Infektionen, leiden aber gleichzeitig an Entzündungen. Während die Mechanismen der Immunalterung unbekannt bleiben, sind chronische Virusinfektionen Umweltfaktoren, die die altersbedingten Veränderungen des Immunsystems beschleunigen können. Lesen Sie mehr darüber, wie Krankheitserreger das tatsächliche Alter unseres Immunsystems beeinflussen können.
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie
Die Impfung ist die effizienteste Strategie zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten. Die Kunst der Impfstoffforscher:innen besteht darin, Substanzen zu finden, die verhindern, dass wir an Krankheiten wie Influenza oder viraler Hepatitis erkranken. Aber was macht einen Impfstoff erfolgreich und sorgt für wirksamen Schutz? Unsere Wissenschaftler:innen untersuchen die Reaktion des Immunsystems, um diese Frage zu beantworten und bessere Impfstrategien zu entwickeln.
System-Immunologie
Das Immunsystem mit Hilfe der Mathematik zu verstehen, das ist das Ziel der Abteilung System-Immunologie. Mathematische Modelle sollen helfen, Krankheiten schneller und besser zu erforschen, die mit dem Immunsystem in Verbindung stehen. Erfahren Sie hier, wie die Forscher:innen die Mathematik nutzen, um chronisch-entzündliche Krankheiten, die Steuerung von speziell auf Erreger angepasste Immunantworten sowie die Wechselwirkung des Nerven-, des endokrinen und des Immunsystems zu untersuchen.
Synthetische RNA Biologie
Ribonukleinsäuren (RNA) sind eine in lebenden Organismen allgegenwärtige Molekülklasse, welche essentiell für die Entwicklung und Funktion von Zellen ist. Dieser besondere Stellenwert lässt RNAs zu einem interessanten Ziel für die Entwicklung neuer gentechnischer Verfahren werden, um die Funktionsweisen von Zellen besser verstehen und gezielter manipulieren zu können. Mit unserer Forschung wollen wir die zentrale Rolle von RNA in der Zellbiologie besser ergründen und die Erkenntnisse dazu nutzen, neue Möglichkeiten der Analyse, Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten zu entwickeln. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Transmissionsimmunologie
Die Übertragung von Viren ist nur während eines bestimmten Zeitraums möglich: Wir können dies als „Übertragungsfenster“ bezeichnen. Eine große Lücke bei der Eindämmung der Übertragung (z.B. durch die Luft) und dem schnellen Schließen dieses Zeitfensters ist das mangelnde Verständnis der entscheidenden Immundeterminanten. Um das Fenster durch die Entwicklung besserer Eindämmungsstrategien schließen zu können, entwickeln wir ein mechanistisches Verständnis des räumlichen und zeitlichem Zusammenspiels zwischen Virustropismus, angeborenen und adaptiven Immunantworten, Veränderungen in der Wirtsphysiologie und der Ausatmung oder Abgabe infektiöser Viren in Tröpfchen oder Flüssigkeiten.
Genomanalytik
Die Genomanalytik (GMAK) stellt den Forschergruppen des HZI die Technologie des Next Generation Sequencing (NGS) zur Verfügung. Auch externe Nutzer können Zugang zu dieser Technologie erhalten, z. B. im Rahmen von Kooperationsvereinbarungen. Neben der Qualitätsprüfung von DNA/RNA-Proben, der Präparation von DNA/RNA Libraries und deren Sequenzierung bietet die GMAK auch ein Primary-Data-Processing, die Prüfung der Datenqualität und die Analyse an. Eine Reihe von Analyse Pipelines für die Secondary-Data-Analysis sind dafür eingerichtet.
Experimentelle Immunologie
Immunzellpopulationen zeichnen sich durch ein hohes Maß an Heterogenität aus, um effiziente und spezialisierte Reaktionen auf die vielfältigen Krankheitserreger zu ermöglichen. Dies gilt insbesondere für Zellen des adaptiven Immunsystems, aber auch Immunzellpopulationen des angeborenen Immunsystems sind heterogen und können sich an unterschiedliche Bedingungen anpassen. Die Anpassung von Immunzellen ist häufig mit epigenetischen Veränderungen assoziiert, die zur Fixierung von Genexpressionsmustern führen und schließlich zu Zellen mit hochspezialisierten Phänotypen und funktionellen Eigenschaften führen.
Immunregulation
Aufgrund ihrer physiologischen Funktionen stehen unsere Schleimhäute in direktem Kontakt mit der Umwelt. Entsprechend stellen Schleimhäute die Haupteintrittspforte für Infektionserreger in unseren Körper dar und ein effizientes mukosales Immunsystem ist unabdingbar zum Schutz gegen Infektionskrankheiten. Wir erforschen Infektionen des Respirationstrakts und fokussieren hierbei auf Influenza und Pneumokokken, welche die häufigsten viralen und bakteriellen Erreger der Lungenentzündung beim Menschen darstellen. Ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung bildet die molekulare und zelluläre Charakterisierung immunologischer Prozesse bei Koinfektionen zwischen Influenza und Pneumokokken und hierbei insbesondere die immunologischen Funktionen des Alveolarepithels bei der Infektionsabwehr.
Innovative Organoid-Forschung
Organoide sind Miniaturmodelle menschlicher Organe, die im Labor aus Stammzellen gezüchtet werden. Diese feinen Gewebestrukturen ahmen die dreidimensionale Architektur und Funktion echter Organe nach und bieten Forschern eine einzigartige Möglichkeit biologische Prozesse besser zu verstehen. Unser Ziel ist es, die Entwicklung hochkomplexer Organoide voranzutreiben, zum Beispiel durch die Implementation von Immunzellen und Gefäßen. Auf diese Weise etablieren wir eine Plattform insbesondere für die Erforschung von Infektionen, die Durchführung von Impfstofftests und die Entwicklung innovativer Therapieansätze.
