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Forschung Research

Forschungsschwerpunkte Research Interests

Schwerpunkte der Arbeitsgruppe sind die Entwicklung von Datenbanken zur Erfassung und Auswertung klinischer und molekularer Informationen im Bereich der Rheumatologie und Immunologie. Für die Anwendung der Datenbanken und die Umsetzung der Ergebnisse aus den Analysen bestehen zahlreiche interdisziplinäre Kooperationen. Bei der Entwicklung von Datenbanken werden zwei Konzepte verfolgt: The main focus of the research group is the development of databases for the collection and evaluation of clinical and molecular information in the field of rheumatology and immunology. Numerous interdisciplinary cooperations exist for the application of the databases and the implementation of the results of the analyses. Two concepts are pursued in the development of databases:

  • Die Bereitstellung eines modularen und flexibel einsetzbaren browser-gestützten Data-Warehousing- und Analyse-Systems zur Vernetzung von klinischen und wissenschaftlichen Daten. The provision of a modular and flexibly usable browser-based data warehousing and analysis system for networking clinical and scientific data.
  • Die Zusammenführung und möglichst umfassende Auswertung von Transkriptomdaten aus verschiedensten Bereichen der Rheumatologie, Immunologie und Entzündungsforschung. The combination and comprehensive evaluation of transcriptome data from various areas of rheumatology, immunology and inflammation research.

Die einzelnen Aktivitäten der Arbeitsgruppe sind in den folgenden Abschnitten zusammengefasst. Diese sind zum Teil in größere Forschungsnetzwerke eingebunden. The individual activities of the working group are summarized in the following sections. Some of these are integrated into larger research networks.


Shade


Durchflusszytometrie Flow Cytometry

Die schnelle Erfassung und Quantifizierung einer multidimensionalen Charakteristik von Millionen Zellen macht die Durchflusszytometrie zu einer wichtigen Analysemethode in medizinischen Forschung, Diagnostik und Behandlung. Die manuelle Auswertung der Durchflusszytometrie Daten ist der "bottleneck" für den high-throughput Einsatz der Technologie. Mit Hilfe moderner Methoden aus der Statistik und Bioinformatik wird ein Verfahren entwickelt diesen Schritt zu automatisieren und objektivieren. The rapid detection and quantification of a multidimensional characteristic of millions of cells makes flow cytometry an important analytical method in medical research, diagnostics and treatment. The manual evaluation of flow cytometry data is the bottleneck for the high-throughput use of the technology. With the help of modern methods from statistics and bioinformatics a procedure is developed to automate and objectify this step.

Genexpressionsanalyse Gene Expression Analysis

Ein spezieller Aufgabenbereich der Arbeitsgruppe ist die Durchführung von Genexpressionsanalysen. Dies erfolgt unter Nutzung der Grundanalysen der BioRetis Plattform. Weiterführende Detailanalysen umfassen die Vernetzung mit Daten zu Signalwegen und Genotypen. Es werden vergleichende Untersuchungen zwischen verschiedenen rheumatologischen Erkrankungen des Menschen sowie zwischen Arthritis-Modellen in der Maus und humanen Gelenkerkrankungen durchgeführt. In Kooperationen mit der Industrie werden medikamenteninduzierte Genexpressionsänderungen ermittelt, um Biomarker für das therapeutische Ansprechen zu identifizieren.
Die BioRetis Plattform stellt eine Webapplikation zur Verfügung, die zusätzliche Analysemethoden von Microarraydaten der Firma Affymetrix & Illumina ermöglicht. Die Zusammenarbeit Unserer Arbeitsgruppe mit der BioRetis GmbH ermöglicht es uns, Genexpressionen und deren erweiterte Analyse auf eine einfache und unkomplizierte Art durchzuführen. Des Weiteren ist es möglich die Qualität der jeweiligen Microarrays zu untersuchen und verschiedene Normalisierungen durchzuführen. Durch ein vielschichtiges Rechtesystem wird es dem Nutzer überlassen, mit welchen anderen Benutzern Kooperationen eingegangen werden und wem der Zugriff auf die eigenen Daten verwehrt bleibt. Hierbei wird zwischen Chip und Analyserechten unterschieden, so dass zwar die Weitergabe von Vergleichsergebnissen möglich ist, das Recht zur Durchführung einer neuen Analyse aber beim Besitzer der ursprünglichen Analyse verbleiben kann. Neben Benutzer-spezifischen Arraydaten befinden sich in der Datenbank ebenfalls eine Vielzahl von öffentlichen Datensätzen, die den Wissenschaftlern kostenlos zur Verfügung gestellt werden. Die Identifizerung von Chips und Analysen erfolgt mit Hilfe von GSE und GSM Nummern der GEO Datenbank. Mit Hilfe der Comparison Analyse stehen dem Nutzer Vergleichsfunktionen zur Verfügung. Neben der eigentlichen Vergleichsanalyse ist ein weiterer Analyseprozess eingebaut, die funktionelle Profilkomponenten-Analyse (FPCA). Dieser Algorithmus untersucht Proben wie z.B. Entzündungsgewebe auf ihre zelluläre Zusammensetzung und tatsächliche Genregulation. Durch das Einwandern von Entzündungszellen in das Gewebe werden im Vergleich zu Normalgewebe zunächst alle Gene als differentiell exprimiert gefunden, die zum Transkriptom der eingewanderten Immunzellen gehören. Erst durch eine vergleichende Bewertung der Expression zu den Transkriptomen aller beteiligten Zelltypen im Normalzustand entsteht ein differenzierter Blick auf tatsächlich regulierte Gene im Entzündungsgeschehen. Weiterführende Detailanalysen umfassen die Vernetzung mit Daten zu Signalwegen und Genotypen. Es werden vergleichende Untersuchungen zwischen verschiedenen rheumatologischen Erkrankungen des Menschen sowie zwischen Arthritis-Modellen in der Maus und humanen Gelenkerkrankungen durchgeführt. In Kooperationen mit der Industrie werden medikamenteninduzierte Genexpressionsänderungen ermittelt, um Biomarker für das therapeutische Ansprechen zu identifizieren.
A special task of the working group is the performance of gene expression analyses. This is done using the basic analyses of the BioRetis platform. Further detailed analyses include networking with data on signalling pathways and genotypes. Comparative investigations are carried out between different rheumatological diseases of humans and between arthritis models in mice and human joint diseases. In cooperation with industry, drug-induced gene expression changes are identified to identify biomarkers for therapeutic response.
The BioRetis platform provides a web application that enables additional analysis methods of microarray data from Affymetrix & Illumina. The cooperation of our research group with BioRetis GmbH enables us to carry out gene expressions and their extended analysis in a simple and uncomplicated way. Furthermore, it is possible to examine the quality of the respective microarrays and perform various normalizations. Through a complex system of rights, it is left to the user to decide with which other users cooperations are entered into and to whom access to his own data is denied. A distinction is made here between chip and analysis rights, so that although the transfer of comparison results is possible, the right to carry out a new analysis can remain with the owner of the original analysis. In addition to user-specific array data, the database also contains a large number of public data records that are made available to scientists free of charge. Chips and analyses are identified using GSE and GSM numbers from the GEO database. Comparison analysis provides the user with comparison functions. In addition to the actual comparison analysis, another analysis process is integrated, the functional profile component analysis (FPCA). This algorithm examines samples such as inflammatory tissue for their cellular composition and actual gene regulation. When inflammatory cells migrate into the tissue, all genes belonging to the transcriptome of the immigrated immune cells are initially found to be expressed differentially compared to normal tissue. Only by comparing the expression to the transcriptomes of all involved cell types in the normal state can a differentiated view of actually regulated genes in the inflammatory process be obtained. Further detailed analyses include networking with data on signalling pathways and genotypes. Comparative investigations are carried out between different rheumatological diseases of humans and between arthritis models in mice and human joint diseases. In cooperation with industry, drug-induced gene expression changes are identified to identify biomarkers for therapeutic response.

Klinische Datenbank Clinical Database

Ziel dieses Projektes ist die Aktualisierung der bestehenden klinischen Forschungsdatenbank in der Rheumatologie. Die neue Datenbankplattform wird auf einem MySQL Datenbanksystem aufgesetzt. Die Interaktion mit der Datenbank wird über Browserprogramme ermöglicht. Die Struktur der Dateneingabe, -ablage, -ansicht und -abfrage wird in einem generalisierten Format erfolgen, so dass der Nutzer jederzeit neue Datentypen ergänzen kann. Das Projekt ist in das ArthroMark-Netzwerk eingebunden. Über entsprechende Nutzungsrechte und Vernetzung sollen Forschungsdaten integrierbar werden. Eine modulare Ergänzung mit statistischen Werkzeugen ist geplant, die eine Auswertung von wissenschaftlichen Daten in Verbindung mit klinischen Daten ermöglichen soll. The aim of this project is to update the existing clinical research database in rheumatology. The new database platform is set up on a MySQL database system. Interaction with the database is enabled via browser programs. The structure of data entry, storage, view and retrieval will be in a generalized format so that the user can add new data types at any time. The project is part of the ArthroMark network. Research data should become integrable through appropriate usage rights and networking. A modular extension with statistical tools is planned to enable the evaluation of scientific data in connection with clinical data.

ArthroMark II

An diesem BMBF-geförderten Projekt sind universitäre Gruppen in Berlin, München, Frankfurt am Main und Düsseldorf beteiligt. Unsere Arbeitsgruppe ist mit verschiedenen Aufgaben eingebunden: University groups in Berlin, Munich, Frankfurt am Main and Düsseldorf are involved in this BMBF-funded project. Our working group is involved with various tasks:

  1. Aufbau einer klinischen Datenbank für Vernetzungen zwischen den beteiligten Standorten Development of a clinical database for networking between the participating sites
  2. Organisation einer Biobank Organization of a biobank
  3. Etablierung neuer Protein-Biomarker unter Verwendung von Vorkenntnissen aus Transkriptomanalysen Establishment of new protein biomarkers using previous knowledge from transcriptome analyses

Die klinische Datenbank wird als modulares System aufgebaut und kann an allen Standorten eigenständig betrieben werden. Die gleichen Grundstrukturen sollen den Austausch von Daten und die Auswertung von multizentrisch gesammelten Informationen erleichtern. Die Struktur der Datenbank ist in einem allgemeingültigen Format und soll die Aufnahme neuer Parameter und Felder durch den Benutzer selbst ermöglichen. Die Anlage einer Biobank für eigene Proben sowie die Archivierung von Proben auch an anderen Standorten ist eng mit der Aufgabe verknüpft, die klinische Datenbank aufzubauen. Es sollen Proben je nach Möglichkeit und Präferenz dezentral oder auch zentral abgelegt werden können. Hierfür sind an den verschiedenen universitären Standorten Lagermöglichkeiten vorhanden. Im dritten Aufgabenbereich werden Ergebnisse aus Transkriptom-Analysen verwendet, um Biomarker aus dem Blut aufzubauen. Diese sollen Gelenkentzündung und -zerstörung bzw. auch regenerative Vorgänge im Gelenk erkennen lassen. Wichtige Grundlage für diese Aufgabe sind Genexpressionsunterschiede zwischen gesunden und erkrankten Spendern, deren Gelenkinnenhaut (Synovialmembran) und Blutzellen untersucht wurden. Viele dieser Informationen wurden mit Hilfe der BioRetis Plattform gewonnen. The clinical database is built as a modular system and can be operated independently at all locations. The same basic structures should facilitate the exchange of data and the evaluation of multicentre information. The structure of the database is in a generally valid format and should allow the user to include new parameters and fields. The creation of a biobank for own samples as well as the archiving of samples at other locations is closely linked to the task of building up the clinical database. Depending on possibilities and preferences, samples should be stored either locally or centrally. Storage facilities are available at the various university locations for this purpose. In the third task area, results from transcriptome analyses are used to build biomarkers from the blood. These should show inflammation and destruction of the joint as well as regenerative processes in the joint. Important basis for this task are differences in gene expression between healthy and diseased donors whose synovial membrane and blood cells were examined. Much of this information was obtained with the help of the BioRetis platform.

ART4Fun

In diesem Projekt werden bioinformatische Arbeiten und statistische Analysen durchgeführt. Diese umfassen die strukturierte und einheitliche Zusammenführung von klinischen und zum Teil auch experimentellen Daten in einem online Datenbanksystem, die Analyse von multiparametrischen Zytometrie-Daten mit dem immunoClust Algorithmus und die Untersuchung auf Unterschiede und Korrelationen zwischen klinischen sowie molekularen Merkmalen. In this project bioinformatics work and statistical analyses are carried out. These include the structured and uniform combination of clinical and experimental data in an online database system, the analysis of multiparametric cytometry data with the immunoClust algorithm and the investigation of differences and correlations between clinical and molecular characteristics.

BioFast

Die rheumatoide Arthritis (RA) ist eine chronisch-entzündliche Gelenkerkrankung unklarer Ursache mit fortschreitender Gelenkzerstörung und demzufolge zunehmender Einschränkung der Lebensqualität. Neue Therapien mit gezielter Blockade von Entzündungsmechanismen unter der Vorstellung einer autoimmunen Genese haben eine deutliche Verbesserung der Prognose, aber bislang keine Heilung gebracht. Inzwischen werden immer mehr Zusammenhänge zwischen RA und dem Darm-Mikrobiom bzw. der intestinalen Mikrobiota diskutiert. In einer Pilotstudie konnten wir zeigen, dass darmreinigende Maßnahmen und anschließendes modifiziertes Fasten bei fast allen RA Patienten unabhängig von der Art der medikamentösen Behandlung innerhalb weniger Tage zu einem deutlichen Rückgang der Beschwerden und zum Rückgang entzündlicher Veränderungen im Bereich der angeborenen Immunität führen. Mit der hier beantragten Förderung sollen die immunologischen Veränderungen validiert und Ursachen für diesen Entzündungsrückgang durch Sequenzierung und Proteinanalyse des Darm-Mikrobioms aufgespürt werden. Ferner sollen in einem zweiten Schritt präzise Ernährungskonzepte aufgebaut werden, die eine Reduktion bzw. auch Beseitigung der pathogenen intestinalen Besiedlung bewirken. Da die ernährungsabhängigen Änderungen der Krankheitsaktivität nur durch engmaschiges Monitoring erfasst werden können, müssen die Patienten hierbei aktiv in den Behandlungsprozess eingebunden werden und durch Schulung sowie online Datenbanken und Vernetzungen ihre Eigenkompetenz sowie Dokumentations- und Entscheidungsfähigkeit aufgebaut werden (Patient empowerment). Im letzten Teil des Projektes soll die Wirksamkeit der entwickelten optimierten Ernährung mit initialer Darmreinigung, konsekutivem Fasten und anschließend gezieltem Diätaufbau und Mikrobiomlenkung im Vergleich zur konventionellen Therapie im Rahmen einer randomisiert kontrollierten Studie evaluiert werden. Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory joint disease of unclear cause with progressive joint destruction and consequently increasing limitation of the quality of life. New therapies with targeted blocking of inflammatory mechanisms under the idea of an autoimmune genesis have significantly improved the prognosis, but have so far brought no cure. In the meantime, more and more connections between RA and the intestinal microbioma or intestinal microbiota are being discussed. In a pilot study we could show that intestinal cleansing measures and subsequent modified fasting in almost all RA patients, regardless of the type of drug treatment, lead to a significant reduction in symptoms and to a reduction in inflammatory changes in the area of innate immunity within a few days. The aim of the funding application is to validate the immunological changes and to identify the causes of this inflammation decline by sequencing and protein analysis of the intestinal microbiome. Furthermore, in a second step, precise nutritional concepts are to be developed that reduce or even eliminate pathogenic intestinal colonization. Since the nutrition-dependent changes in disease activity can only be recorded through close monitoring, patients must be actively involved in the treatment process and their own competence as well as their ability to document and make decisions must be built up through training and online databases and networks (patient empowerment). In the last part of the project, the effectiveness of the developed optimized diet with initial intestinal cleansing, consecutive fasting and subsequent targeted dietary structure and microbiocontrol compared to conventional therapy will be evaluated in a randomized controlled study.


Corona-Stiftung Corona-Foundation
 

Corona-Stiftung

BioRac

Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung von Markern im Blut, die gezielte Aussagen zur Entzündung, dem Therapieansprechen und der Dauer des Therapieerfolges von Patienten mit einer rheumatoiden Arthritis (RA), bei axialer Spondyloarthritis und Psoriasisarthritis und Ihres Voraussagewertes. Dabei werden auch bereits bekannte Biomarker im Verlauf beobachtet und verglichen. Die Daten werden dazu in einer Biodatenbank gesammelt, um damit auch zukünftig neue Fragestellungen zu bearbeiten. The aim of this project is the investigation of markers in the blood, the specific statements on inflammation, the therapeutic response and the duration of therapy success of patients with rheumatoid arthritis (RA), axial spondyloarthritis and psoriatic arthritis and their predictive value. In the process, already known biomarkers are also observed and compared. The data is collected in a biodatabase in order to continue to deal with new questions in the future.


UCB Pharma GmbH
 

UCB

Shade


Forschungsnetzwerk Research Network

ArthroMark II

Gesamtziel des Vorhabens Overall objective of the project

Rheumatische Erkrankungen gehören zu den häufigsten chronisch entzündlichen Krankheiten. Neben ausgeprägter Schmerzhaftigkeit und progredienter Gelenkzerstörung reduzieren die Rheumatoide Arthritis (RA), die Spondylarthritiden (SpA) und die Psoriasis Arthritis (PsA) die Arbeitsfähigkeit, die Lebensqualität und bei unzureichender Behandlung auch die Lebenserwartung. Durch die erzielten Therapieerfolge mit Biologika gibt es eine große Vielfalt an effektiven Therapieoptionen mit individuellen Vorteilen und Sicherheitsaspekten. Um jedoch einen optimalen Behandlungserfolg bei den Patienten zu erzielen, werden neue Werkzeuge gebraucht zur frühzeitigen Erkennung, kostengünstigeren aber effektiven Therapie, für neue Behandlungsstrategien, für einen begrenzten Einsatz von Biologika, und für maßgeschneiderte Therapiekonzepte für jeden Patienten individuell. Das Hauptziel des Verbundes ist, neue Biomarker zu identifizieren und moderne Bildgebungsverfahren einzusetzen für die Diagnose, die Verlaufskontrolle und die Stratifizierung von Patienten mit RA, SpA und PsA. Mit der Entwicklung geeigneter Biomarker für diese Erkrankungen trägt dieses Vorhaben zur Gesundheitsforschung im Bereich chronischer Erkrankungen des Bewegungsapparates bei und verfolgt eine Verbesserung der Gesundheitsversorgung bei Volkskrankheiten. Der Verbund gehört in die anwendungsorientierte Forschung mit enger Kooperation zwischen Forschung und Versorgung. Durch die Zusammenarbeit verschiedener nationaler Zentren sollen standortspezifische Ressourcen wie Probenbanken und klinische Studien gemeinsam nutzbar gemacht werden und individuelle Schwerpunkte in der Biomarkeranalyse gewinnbringend vernetzt werden. Gemeinsames Datenmanagement und Vereinheitlichung der Datenerhebung sowie bestmögliche Charakterisierung der Patienten durch neue Bildgebungsmethoden sollen die Qualität der Markerprüfung optimieren. Die Ergebnisse sollen in wissenschaftlichen Journalen publiziert werden. Behandelnde ärzte sowie Patienten werden auf die neuen Marker und ihre Bedeutung in entsprechender klinischer und laienorientierter Informationsliteratur hingewiesen. Rheumatic diseases are among the most common chronic inflammatory diseases. In addition to pronounced pain and progressive joint destruction, rheumatoid arthritis (RA), spondylarthritis (SpA) and psoriasis arthritis (PsA) reduce the ability to work, the quality of life and, if inadequately treated, life expectancy. Due to the therapeutic successes achieved with biologics, there is a wide variety of effective therapy options with individual advantages and safety aspects. However, in order to achieve optimal treatment success in patients, new tools are needed for early detection, cheaper but effective therapy, for new treatment strategies, for limited use of biologics, and for customized therapy concepts for each individual patient. The main objective of the network is to identify new biomarkers and use modern imaging techniques for the diagnosis, follow-up and stratification of patients with RA, SpA and PsA. By developing suitable biomarkers for these diseases, this project contributes to health research in the field of chronic diseases of the musculoskeletal system and aims to improve health care in widespread diseases. The network is part of application-oriented research with close cooperation between research and care. Through the cooperation of different national centres, site-specific resources such as sample banks and clinical studies are to be made jointly usable and individual focal points in biomarker analysis are to be profitably networked. Joint data management and standardization of data collection as well as the best possible characterization of patients by new imaging methods should optimize the quality of marker testing. The results will be published in scientific journals. Attending physicians and patients are informed about the new markers and their importance in appropriate clinical and layman-oriented information literature.


Bundesministerium für Bildung und Forschung Federal Ministry of Education and Research
Bundesministerium für Bildung und Forschung Federal Ministry of Education and Research

Forschungsnetzwerk Research Network

MSK-Nachwuchsakademie

Gesamtziel des Vorhabens Overall objective of the project

Förderung des Austausches der Nachwuchswissenschaftler im Verbund der MSK Netzwerke durch zwei gezielte Maßnahmen, die die Qualität und Nachhaltigkeit der Forschung positive beeinflussen sollen: Promotion of the exchange of young scientists within the MSK network through two targeted measures that are intended to have a positive influence on the quality and sustainability of research:

  • Nachwuchsakademie für Doktorandinnen und Doktoranden und Post-Doktorandinnen und Post-Doktoranden zum Methoden- und Techniken-Austausch, zum internen „peer review“ des jeweiligen Forschungsstands. Young academy for doctoral and post-doctoral students for the exchange of methods and techniques, for the internal peer review of the respective state of research.
  • Laboraustausch für NachwuchswissenschaftlerInnen zum Erlernen von speziellen Techniken und Methoden. Im Rahmen der Nachwuchsakademie werden kompetitiv Möglichkeiten zum qualifizierten Laboraustausch angeboten, inklusive Finanzierung der Versuche. Laboratory exchange for young scientists to learn special techniques and methods. Within the framework of the junior academy, competitive opportunities for qualified laboratory exchange are offered, including financing of the trials.


Bundesministerium für Bildung und Forschung Federal Ministry of Education and Research
Bundesministerium für Bildung und Forschung Federal Ministry of Education and Research

Forschungsnetzwerk Research Network

ART4Fun

Gesamtziel des Vorhabens Overall objective of the project

Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) und andere Schimmelpilze verursachen lebensbedrohende Infektionen in immunsupprimierten Patienten oder allergische Reaktionen in Patienten mit Cystischer Fibrose (CF), Asthma, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Nicht-CF Bronchiektasen (NCFBE) (LeibundGut-Landmann et al. 2012). Das wirkliche Ausmaß der Pilz-assoziierten Pathologien ist in den meisten Fällen nicht genau bekannt, da Pilze Teil unserer täglichen Umgebung sind und daher der rein mikrobiologische Nachweis kein probates diagnostisches Mittel darstellt. Demzufolge erfolgen Therapien häufig ungenau und verzögert, da diagnostische Methoden den zugrundeliegenden Wirt-Pathogen-Status (WPS), also Besiedelung versus Sensibilisierung versus Infektion, diagnostisch derzeit nicht erfassen (Bacher et al. 2013a, 2013b). Ein von uns entwickeltes Immunzell-basiertes Verfahren, Antigen-reactive T cell enrichment (ARTE, Bacher et al. 2014a, 2014b, 2015a, 2015b), erlaubt, den WPS exakt zu bestimmen und diagnostisch für die Kategorisierung von Patienten(-gruppen) zu nutzen (Bacher et al. 2015c). ART4Fun integriert WPS, klinisch-epidemiologische und veterinärmedizinische Daten für eine übergreifende Diagnostik und Risikostratifizierung Pilz-assoziierter Lungenpathologien (CF, IMI, EAA, Asthma, NCFBE, COPD) und entwickelt darauf aufbauend neue Therapie- und Präventionsstrategien. Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) and other moulds cause life-threatening infections in immunosuppressed patients or allergic reactions in patients with cystic fibrosis (CF), asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and non-cF bronchiectases (NCFBE) (LeibundGut-Landmann et al. 2012). The real extent of fungal associated pathologies is not exactly known in most cases, since fungi are part of our daily environment and therefore the purely microbiological detection is not an effective diagnostic tool. As a result, therapies are often inaccurate and delayed because diagnostic methods currently do not capture the underlying host-pathogen status (WPS), i.e. colonization versus sensitization versus infection (Bacher et al. 2013a, 2013b). An immune cell-based method developed by us, Antigen-reactive T cell enrichment (ARTE, Bacher et al. 2014a, 2014b, 2015a, 2015b), allows the WPS to be determined exactly and used diagnostically for the categorization of patients (groups) (Bacher et al. 2015c). ART4Fun integrates WPS, clinical-epidemiological and veterinary data for a comprehensive diagnosis and risk stratification of fungal associated lung pathologies (CF, IMI, EAA, asthma, NCFBE, COPD) and develops new therapy and prevention strategies.

Wissenschaftliche und/oder technische Arbeitsziele des Vorhabens Scientific and/or technical working objectives of the project

Ziel ist es, die diagnostische Lücke bei Pilz-assoziierten Infektionen/Immunpathologien zu schließen und am Beispiel von Pilzinfektionen zu zeigen, dass die Analyse der antigenspezifischen T-Zell-Reaktion einen signifikanten diagnostischen Mehrwert besitzt und antigenspezifische T-Zellen zudem für einen möglichen therapeutischen Einsatz geeignet sind. Auf Basis der verbesserten Diagnostik werden individualisierte therapeutische und vorbeugende Maßnahmen entwickelt. Wir wollen die Pilz-spezifische T-Zell-Reaktion (Frequenz, Phänotyp, Aktivierungsstatus, Proteinspezifität) zur Bestimmung des individuellen Wirt-Pathogen-Status (WPS) nutzen, um (A) die Beteiligung von Pilzen an bekannten Immunpathologien (invasive Mykose=IMI, Aspergillom, Allergic Broncho-Pulmonary Aspergillosis=ABPA; exogen allergische Alveolitis=EAA) nachzuweisen und daraus neue diagnostische Ansätze zu entwickeln, (B) deren Anwendbarkeit auf andere Lungenpathologien zu überprüfen (COPD, Asthma, NCFBE), (C) individualisierte Patienten „Response-Pattern“ über Multiparameter Analysen zu erstellen und (D) mit epidemiologischen Daten aus CF-Patientenregistern abzugleichen, um damit eine Risikostratifizierung einzelner Patienten(gruppen) zu ermöglichen und daraus mögliche Präventions-/Therapiestrategien zu erarbeiten. (E) Im humanrelevanten Großtiermodell Schwein sollen spezifische T-Zellen aus dem Blut und aus Gewebe (Lunge) verglichen und in Komorbiditäten (Pathogen-Pathogen Modulationen) analysiert werden. Diese grundlegenden Erkenntnisse über Spezifität, Phänotyp und Stabilität der klinisch relevanten T-Zell-Populationen soll außerdem für die Entwicklung therapeutischer T-Zell-Transplantate (F) genutzt werden („genetic engineering“). The aim is to close the diagnostic gap in fungal-associated infections/immunopathologies and to show using fungal infections as an example that the analysis of antigen-specific T-cell reactions has significant diagnostic added value and antigen-specific T-cells are also suitable for potential therapeutic applications. Individualized therapeutic and preventive measures are developed on the basis of improved diagnostics. We want to use the fungal-specific T-cell response (frequency, phenotype, activation status, protein specificity) to determine the individual host-pathogen status (WPS) to (A) the involvement of fungi in known immunopathologies (invasive mycosis=IMI, aspergilloma, allergic broncho-pulmonary aspergillosis=ABPA; exogenous allergic alveolitis=EAA) and to develop new diagnostic approaches, (B) to test their applicability to other lung pathologies (COPD, asthma, NCFBE), (C) to create individualized patients "response patterns" via multiparameter analyses and (D) to compare with epidemiological data from CF patient registers to enable risk stratification of individual patients (groups) and to develop possible prevention/therapy strategies. (E) In the human-relevant large animal model pig, specific T cells from blood and tissue (lungs) are compared and analysed in comorbidities (pathogen-pathogen modulations). These basic findings on the specificity, phenotype and stability of clinically relevant T-cell populations will also be used for the development of therapeutic T-cell transplants (F) ("genetic engineering").


Infect Control 2020
 

Infect Control 2020
Zwanzig20
 

Zwanzig20
Unternehmen Region
 

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