Wie können wir Lungeninfektionen bekämpfen?

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Fluoreszenzbild von Makrophagen aus genetisch modifizierten Stammzellen (iPSC).
Copyright: Shifaa Abdin

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Im Rahmen unserer Forschung konzentrieren wir uns auf Infektionen der unteren Atemwege wie beispielsweise Lungenentzündungen, die nach wie vor die am häufigsten übertragbaren Krankheiten weltweit sind. Unsere Forschung zielt darauf ab, die Entstehung dieser Infektionskrankheiten zu verstehen und auf der Grundlage von Ansätzen der regenerativen Medizin neue therapeutische Ansätze zu entwickeln. In unserer Forschung verwenden wir Zellen von Patientinnen und Patienten, um neue Infektionsmodelle zu etablieren, die den Weg für zellbasierte immuntherapeutische Ansätze gegen Infektionen der unteren Atemwege ebnen werden. Dabei liegt unser Fokus vor allem auf den Makrophagen (Fresszellen) des Immunsystems.

Wie ist der Stand der Dinge?

Es ist uns bereits gelungen, eine Vielzahl von verschiedenen Infektionsmodellen für Bakterien und Viren zu etablieren. Auf der Grundlage dieses Wissens könnten wir auch den Einsatz neu entwickelter Immunzellen zur Bekämpfung lebensbedrohlicher Infektionen der Atemwege erreichen. Diese Erkenntnisse wollen wir nun in die Kliniken bringen. Wir untersuchen hierbei insbesondere die Rolle von Makrophagen (Fresszellen) bei der Entstehung und Bekämpfung von Infektionen. Dabei nutzen wir unterschiedliche Stammzell-Typen. Einer unserer Ansätze ist, die geschwächten Fresszellen durch gesunde Fresszellen aus dem Labor zu ersetzen, die dann Schutz vor Bakterien oder Viren bieten.

Makrophagen, frisch aus Differenzierungskulturen von menschlichen Stammzellen (iPSC) gewonnen. Copyright: Shifaa Abdin

Makrophagen, frisch aus Differenzierungskulturen von menschlichen Stammzellen (iPSC) gewonnen. Copyright: Shifaa Abdin

Was sind die Projektziele?

Wir wollen neue immuntherapeutische Ansätze entwickeln, in denen Designer-Immunzellen oder andere immuntherapeutische Ansätze zur Bekämpfung von Lungeninfektionen verwendet werden. Wir konzentrieren uns in erster Linie auf bakterielle Infektionen, mit dem langfristigen Ziel, etablierte Systeme auch für virale Eindringlinge einzusetzen.

Wie kommen wir da hin?

Um Erkenntnisse zur Entstehung von Lungenkrankheiten zu gewinnen und daraus Therapien ableiten zu können, etablieren wir im Labor unterschiedliche Krankheitsmodelle. Dafür arbeiten wir in einem stark interdisziplinären Umfeld, in dem wir mehrere Disziplinen wie Infektions- und regenerative Medizin, Stammzellen und Immunität miteinander verbinden. Wir nutzen den Rahmen von RESIST, in dem verschiedene Disziplinen zusammengebracht werden. So wollen wir die Entwicklung neuer Innovationen und radikaler neuer Ideen zur Bekämpfung der bakteriellen Lungenentzündung vorantreiben.

Die Abbildung zeigt die Entwicklung neuartiger Zellkultur-Infektionsmodelle mit patientenspezifischen iPSC-Immunzellen.

Die Entwicklung neuartiger Zellkultur-Infektionsmodelle mit patientenspezifischen iPSC-Immunzellen.

Leitender Forscher des Projekts B13

Projekttitel: Kontrolle von Atemwegsinfektionen

Prof. Dr. Nico Lachmann

Projekte: B13

CV & VIDEO

Publikationen des Projektes B13

Publikationen des Jahres 2022

ISG15 deficiency features a complex cellular phenotype that responds to treatment with itaconate and derivatives. Waqas SF, Sohail A, Nguyen AHH, Usman A, Ludwig T, Wegner A, Malik MNH, Schuchardt S, Geffers R, Winterhoff M, Merkert S, Martin U, Olmer R, Lachmann N, Pessler F. Clin Transl Med. 2022

Continuous human iPSC-macrophage mass production by suspension culture in stirred tank bioreactors. Ackermann M, Rafiei Hashtchin A, Manstein F, Carvalho Oliveira M, Kempf H, Zweigerdt R, Lachmann N. Nat Protoc. 2022 Jan 17.

Targeted biallelic integration of an inducible Caspase 9 suicide gene in iPSCs for safer therapies. Wunderlich S, Haase A, Merkert S, Jahn K, Deest M, Frieling H, Glage S, Korte W, Martens A, Kirschning A, Zeug A, Ponimaskin E, Göhring G, Ackermann M, Lachmann N, Moritz T, Zweigerdt R, Martin U. Mol Ther Methods Clin Dev.

Publikationen des Jahres 2021

Beyond „Big Eaters“: The Versatile Role of Alveolar Macrophages in Health and Disease. Hetzel M, Ackermann M, Lachmann N. Int J Mol Sci. 2021 Mar 24;22(7):3308. doi: 10.3390/ijms22073308. PMID: 33804918 Free PMC article. Review.

Human iPSC-derived macrophages for efficient Staphylococcus aureus clearance in a murine pulmonary infection model. Rafiei Hashtchin A, Fehlhaber B, Hetzel M, Manstein F, Stalp JL, Glage S, Abeln M, Zweigerdt R, Munder A, Viemann D, Ackermann M, Lachmann N. Blood Adv. 2021 Dec 14;5(23):5190-5201.

Publikationen des Projektes B13