Unsere Forschungsgebiete
Die gemeinschaftliche Forschungsinitiative mit Standorten in Erlangen, Berlin, Kiel und Innsbruck verfolgt das Ziel, bahnbrechende Einblicke in die komplexen Interaktionen zwischen Darmbarriere und Immunsystem bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) zu gewinnen. Durch die enge Zusammenarbeit führender Experten aus Immunologie, Gastroenterologie und Bioinformatik werden innovative Forschungsansätze gefördert. Diese interdisziplinäre Herangehensweise soll nicht nur ein tieferes Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen von CED ermöglichen, sondern auch die Entwicklung neuartiger Therapiestrategien vorantreiben.
Die Hoffnung ist, dass durch gezieltere und wirksamere Behandlungen die Lebensqualität der Betroffenen deutlich verbessert und langfristig sogar zur Heilung beigetragen werden kann.
Das TRR241 Forschungsprogramm ist in drei Bereich untergliedert:
- Projektbereich A „Immunregulation intestinaler Barrierefunktionen“ umfasst Projekte, deren Fokus auf der Analyse der Effekte chronischer und akuter Entzündungen auf Epithelzellen liegt, mit besonderem Augenmerk auf Prozesse der Zellhomöostase, Differenzierung und Barriere-bildenden Funktionen.
- Projektbereich B „Epithel als Regulator von Immunität und Entzündung im Darm“ umfasst Projekte, die sich mit Auswirkungen von Barriere-Fehlfunktionen und Antigentranslokationen auf das mukosale Immunsystem befassen.
- Projektbereich C „Diagnose und therapeutische Intervention von CED“ befasst sich mit der Entwicklung und Evaluierung innovativer therapeutischer und diagnostischer Ansätze.
Zusammenfassend bietet unsere Forschungsarbeit entscheidende Einblicke in die Dynamik der immun-epithelialen Kommunikation bei CED. Diese Erkenntnisse haben das Potenzial, ein neuartiges Konzept für das Verständnis der Pathophysiologie von CED zu schaffen. Gleichzeitig eröffnen sie neue Wege für die Entwicklung innovativer Therapien, die gezielt die Interaktionen zwischen Immunzellen und Darmepithel modulieren.
Durch die Anwendung dieser Erkenntnisse in der klinischen Praxis könnten maßgeschneiderte Behandlungsstrategien entstehen, die nicht nur effektiver, sondern auch schonender für die Patientinnen und Patienten sind. Langfristig könnte dies zu einer erheblichen Verbesserung der Lebensqualität führen und einen Paradigmenwechsel in der Behandlung von CED einleiten. Unsere Forschung steht somit an der Schwelle zu bahnbrechenden Entwicklungen, die das Potenzial haben, die medizinische Wissenschaft und Patientenversorgung nachhaltig zu transformieren.
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Chronisch entzündliche Darmerkrankungen gehen häufig mit einer erhöhten Aktivität von Entzündungsmarkern einher, darunter Zytokine wie Interferone, TNF-α, IL-6 und IL-1β. Diese Zytokine sind bekannt dafür, das Immunsystem zu aktivieren und Entzündungen zu verstärken. Weniger bekannt ist jedoch ihre direkte Wirkung auf die Zellen, die die Innenseite des Darms auskleiden – die intestinalen Epithelzellen.
Neueste Forschung zeigt, dass Zytokine wie TNF-α, IL-22 und IL-33 nicht nur die Entzündungsprozesse im Darm beeinflussen, sondern auch eine Schlüsselrolle bei der Steuerung der Epithelfunktion spielen. Diese Zytokine wirken direkt auf die Epithelzellen, beeinflussen das Gleichgewicht im Darm und regulieren die Barrierefunktion – die Fähigkeit des Darms, als Schutzwall zu agieren.
Intestinale Epithelzellen tragen spezielle Rezeptoren für diese Zytokine und können daher sowohl entzündungsfördernde als auch entzündungshemmende Signale empfangen, was ihre zentrale Rolle im komplexen Zusammenspiel zwischen Immunsystem und Darmbarriere verdeutlicht.
Das Hauptziel des Forschungsbereichs A ist es, genauer zu verstehen, wie die Signale von Immunzellen und anderen Zellen im Darm auf die Epithelzellen übertragen werden und welche Auswirkungen das auf die Darmbarriere hat. Wir möchten herausfinden, wie diese Wechselwirkungen das Gleichgewicht und die Schutzfunktionen im Darm beeinflussen.
Eine gestörte Kommunikation zwischen Darmepithelzellen und dem Immunsystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung entzündlicher Darmerkrankungen. Vereinfacht gesagt: Bestimmte Botenstoffe, die vom Immunsystem freigesetzt werden, können das Gleichgewicht und die Funktion der Darmepithelzellen beeinträchtigen. Wenn diese Zellen gestresst sind oder ihre Schutzfunktion versagt, können Bakterien die Darmwand durchdringen und eine Immunreaktion auslösen.
Zudem geben die Darmepithelzellen selbst Botenstoffe ab, die das Immunsystem im Darm beeinflussen, sowie antimikrobielle Substanzen, die die Zusammensetzung der Darmflora sowohl im gesunden als auch im entzündeten Zustand regulieren. Ein bemerkenswerter Befund ist, dass Mäuse, die in einer keimfreien Umgebung aufwachsen – also ohne Darmbakterien – ein unausgereiftes Immunsystem aufweisen. Dies verdeutlicht, wie entscheidend die Wechselwirkung zwischen Darmbakterien, Epithelzellen und dem Immunsystem für die Darmgesundheit ist.
Das Hauptziel des Forschungsbereichs B ist es, zu verstehen, wie die Darmepithelzellen und ihre Barrierefunktionen die Immunantworten im Darm und die Entzündungen bei entzündlichen Darmerkrankungen beeinflussen und formen.
Ein bedeutender Fortschritt in der Behandlung von CED ist die Einführung von Biologika und neuen sogenannten “small molecules”. Diese Medikamente greifen gezielt in den Entzündungsprozess ein und können ihn effektiv eindämmen. Allerdings gibt es auch Nachteile, wie das erhöhte Risiko von Infektionen und Krebs. Zudem sprechen etwa die Hälfte der Patienten, die mit Antikörpern behandelt werden, nicht auf die Therapie an. Deshalb ist es entscheidend, neue Behandlungsziele und Biomarker zu identifizieren, die vorhersagen können, ob eine Therapie bei einem Patienten wirksam sein wird.
Die Erforschung neuer Ansätze in der Krankheitsbehandlung eröffnet nicht nur Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamente und Diagnosemethoden, sondern führt uns auch in Richtung einer personalisierten Medizin. In dieser neuen Ära können Ärzte besser vorhersagen, welche Patienten auf eine bestimmte Behandlung ansprechen, wodurch unnötige Nebenwirkungen vermieden werden.
Bisher haben sich Behandlungsstrategien hauptsächlich auf die übermäßige Aktivierung des Immunsystems konzentriert. Mit dem wachsenden Verständnis der Rolle der Darmepithelzellen und ihrer Wechselwirkungen mit Darmbakterien und dem Immunsystem rücken nun neue Ansätze in den Fokus. Ziel ist es, die gestörte Kommunikation zwischen diesen Systemen für innovative Therapien zu nutzen.
Das Hauptziel des Forschungsbereichs C ist es, neue Wege für Diagnosen und Behandlungen zu entdecken, die auf diese gestörte Kommunikation abzielen. Das Hauptziel unseres Forschungsprojekts ist es, solche innovativen Behandlungs- und Diagnosemethoden zu entwickeln und in klinischen Studien zu testen.