Projekte, die bisher mit Bioproben und Daten aus der BMB Nord unterstützt wurden

Tuberkulose und Sarkoidose: Immunkartierung von Tuberkulose- und Sarkoidose-Lungengranulomen beim Menschen (Carow B, Muliadi V, Skålén K, Yokota C, Kathamuthu GR, Setiabudiawan TP, Lange C, Scheu K, Gaede KI, Goldmann T, Pandita A, Masood KI, Pervez S, Grunewald J, Hasan Z, Levin M, Rottenberg ME.): Tuberkulose (TB) und Sarkoidose sind Krankheiten mit Granulomen, also Entzündungsherden im Gewebe. Untersucht wurde die Immunumgebung dieser Granulome. TB-Granulome zeigen große Bereiche mit abgestorbenem Gewebe, umgeben von vielen Immunzellen, darunter T- und B-Zellen. Besonders bei TB bilden sich tertiäre lymphatische Strukturen, spezielle Bereiche, in denen Immunzellen zusammenarbeiten. Diese Strukturen fehlen bei Sarkoidose. In TB-Granulomen gibt es viele Signale, die Immunzellen zur Infektion locken. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bildung solcher Immunstrukturen typisch für TB ist, aber nicht für Sarkoidose, was die Unterschiede zwischen den Krankheiten erklärt.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.3389/fimmu.2023.1332733
Rauchen und COPD: Antivirale T-Zell-Immunantworten werden durch Zigarettenrauch und bei COPD beeinträchtigt. (Chen J, Wang X, Schmalen A, Haines S, Wolff M, Ma H, Zhang H, Stoleriu MG, Nowak J, Nakayama M, Bueno M, Brands J, Mora AL, Lee JS, Krauss-Etschmann S, Dmitrieva A, Frankenberger M, Hofer TP, Noessner E, Moosmann A, Behr J, Milger K, Deeg CA, Staab-Weijnitz CA, Hauck SM, Adler H, Goldmann T, Gaede KI, Behrends J, Kammerl IE, Meiners S.): Virusinfektionen verschlimmern COPD und führen zu einer Verschlechterung der Krankheit. Der Körper bekämpft Viren mit speziellen Zellen, den CD8 T-Zellen. Diese erkennen kleine Teile des Virus, die auf infizierten Zellen dem Immunsystem präsentiert wird. Das Immunoproteasom hilft dabei, diese Virusstücke herzustellen. Unsere Forschung zeigt, dass Zigarettenrauch die Bildung und Präsentation dieser Virusstücke stört. Dadurch werden CD8 T-Zellen weniger gut aktiviert und können deshalb Viren schlechter bekämpfen. Bei COPD-Patienten gibt es weniger solche Virus-bekämpfenden Zellen als bei gesunden Menschen. Das könnte erklären, warum Raucher und COPD-Patienten anfälliger für Virusinfektionen sind.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1183/13993003.01374-2022
COVID-19: Erhöhte Protease-aktivierte Rezeptor-1-Autoantikörper werden mit schwerem COVID-19 in Verbindung gebracht. (Tran F, Harris DMM, Scharmacher A, Graßhoff H, Sterner K, Schinke S, Käding N, Humrich JY, Cabral-Marques O, Bernardes JP, Mishra N, Bahmer T, Franzenburg J, Hoyer BF, Glück A, Guggeis M, Ossysek A, Küller A, Frank D, Lange C, Rupp J, Heyckendorf J, Gaede KI, Amital H, Rosenstiel P, Shoenfeld Y, Halpert G, Rosenberg AZ, Schulze-Forster K, Heidecke H, Riemekasten G, Schreiber S.): Bei COVID-19-Patienten mit schwerem Verlauf wurden erhöhte Werte von Autoantikörpern gegen PAR1 festgestellt. PAR1 ist ein Rezeptor, der im Körper eine Rolle bei der Blutgerinnung und Entzündung spielt. Die Autoantikörper gegen PAR1 können über eine andere Stelle als die normalerweise genutzte aktivieren und auf Endothelzellen und Thrombozyten wirken und somit zur Pathogenese der Mikrothrombose bei COVID-19 beitragen.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1183/23120541.00379-2022
Tuberkulose: Tuberkulostearinsäure-haltige Phosphatidylinositole als Marker für die bakterielle Belastung bei Tuberkulose (Brandenburg J, Heyckendorf J, Marwitz F, Zehethofer N, Linnemann L, Gisch N, Karaköse H, Reimann M, Kranzer K, Kalsdorf B, Sanchez-Carballo P, Weinkauf M, Scholz V, Malm S, Homolka S, Gaede KI, Herzmann C, Schaible UE, Hölscher C, Reiling N, Schwudke D.): Ungefähr ein Viertel der Menschen weltweit ist mit Tuberkulose-Bakterien infiziert. Forscher fanden besondere Moleküle, sogenannte TSA-haltige Phosphatidylinositole, die zeigen, wie viele Bakterien im Körper sind. Diese Moleküle helfen, die Infektion schnell zu erkennen – viel schneller als Methoden, die Bakterien erst wachsen lassen müssen. Der hier vorgestellte Test funktioniert ohne Bakterienkulturen und misst die Bakterienmenge in Blut- und Gewebeproben. Bei Tuberkulose-Patienten sind diese Moleküle höher als bei gesunden Menschen. Nach Behandlung sinken sie wieder. Das zeigt, dass der Test helfen kann, die Krankheit und den Behandlungserfolg besser zu überwachen.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1021/acsinfecdis.2c00075
Rauchen: Unterschiedliche Reaktionen des oralen, nasalen und Lungenmikrobioms auf Zigarettenrauch (Pfeiffer S, Herzmann C, Gaede KI, Kovacevic D, Krauss-Etschmann S, Schloter M):
In dieser Studie wurden gesunde Raucher, Ex-Raucher und Nichtraucher untersucht, um zu sehen, wie Rauchen die Bakterien in den Atemwegen beeinflusst. Die Forscher analysierten die Bakterienvielfalt mit molekularen Methoden. Sie fanden heraus, dass Rauchen die Bakteriengemeinschaft in den oberen und unteren Atemwegen unterschiedlich verändert. Dabei stieg die Zahl bestimmter krankheitserregender Bakterien. Diese Veränderungen könnten die Gesundheit der Atemwege beeinträchtigen. Die genauen Folgen dieser Veränderungen durch Rauchen müssen aber noch weiter erforscht werden.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1136/thoraxjnl-2020-216153
Regulation von Entzündungen: lncRNA LUCAT1 ist bei entzündlichen Erkrankungen erhöht und hemmt die Entzündung durch Regulierung des Spleißens und der Stabilität von NR4A2 (Vierbuchen T, Agarwal S, Johnson JL, Galia L, Lei X, Stein K, Olagnier D, Gaede KI, Herzmann C, Holm CK, Heine H, Pai A, O'Hara Hall A, Hoebe K, Fitzgerald KA.): LUCAT1 ist eine lange nichtkodierende RNA, die Entzündungen in Immunzellen hemmt. Sie bindet Proteine, die das Spleißen von mRNA steuern, darunter hnRNP C, M und A2B1. Ohne LUCAT1 verändert sich das Spleißen wichtiger Immungene, besonders das des Gens NR4A2. Das führt zu weniger NR4A2 und stärkeren Entzündungsreaktionen. LUCAT1 kontrolliert also das Spleißen und die Stabilität von NR4A2, um Entzündungen zu reduzieren. Bei Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen, Asthma und COPD ist LUCAT1 erhöht und mit dem Schweregrad der Krankheit verbunden. Dieses Projekt zeigt, wie LUCAT1 Entzündungen durch Regulation von mRNA beeinflusst.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1073/pnas.2213715120.
Lungeninfektionen: Surfactant Protein A fördert den Abbau von LPS-induziertem TLR4 in primären alveolären Makrophagen unter Beteiligung von Rab7, β-Arrestin2 und mTORC1 (Freundt K, Herzmann C, Biedziak D, Scheffzük C, Gaede KI, Stamme C): Infektionen der Atemwege durch gramnegative Bakterien sind weltweit sehr verbreitet und zum Teil lebensbedrohlich. Alveolarmakrophagen (AM) helfen, die Lunge zu schützen, indem sie Bakterien identifizieren und töten, wobei der Rezeptor TLR4 auf AM bestimmte Strukturen von gramnegativen Bakterien erkennt. Lungen Surfactant Protein-A (SP-A) reguliert die Immunreaktion, unter anderem indem es die Menge von TLR4 auf AM reduziert. SP-A sorgt so dafür, daß die Entzündung nicht zu stark wird. Dieser Prozess benötigt die Proteine Rab7, β-Arrestin2 und mTORC1. Die Erkenntnisse könnten helfen, neue Behandlungen für Lungeninfektionen zu entwickeln.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1128/IAI.00250-21
COVID-19: Kartierung der humangenetischen Architektur von COVID-19 (COVID-19 Host Genetics Initiative): Die Anfälligkeit für SARS-CoV-2 und der Schweregrad von COVID-19 hängen nicht nur von Umwelt- und sozialen Faktoren ab, sondern auch von der Genetik eines Menschen. Forscher aus 19 Ländern haben die Gene von fast 50.000 COVID-19-Patienten untersucht. Sie fanden 13 wichtige Genstellen, die mit der Infektion oder schweren Krankheitsverläufen zusammenhängen. Einige dieser Gene sind bereits bei Lungen- und Entzündungskrankheiten bekannt. Außerdem zeigte die Studie, dass Rauchen und Übergewicht das Risiko für schweres COVID-19 erhöhen. Diese internationale Zusammenarbeit hilft, neue genetische Faktoren zu entdecken und kann zukünftige Krankheiten besser verstehen und behandeln.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 1038/s41586-021-03767-x
Asthma: Das alpha-Melanozyten-stimulierende Hormon wirkt als lokaler Faktor der Immunhomöostase bei experimentellem allergischem Asthma. (Webering S, Lunding LP, Vock C, Schröder A, Gaede KI, Herzmann C, Fehrenbach H, Wegmann M): α-MSH ist ein Hormon, das ursprünglich mit der Pigmentierung der Haut in Zusammenhang gebracht wurde, aber auch Entzündungen in der Lunge regulieren kann. In dieser Studie wurde untersucht, wie α-MSH bei allergischem Asthma wirkt. Die Forscher untersuchten α-MSH in der Lungenflüssigkeit von Asthma-Patienten, gesunden Menschen und Mäusen. Bei Asthmatikern und kranken Mäusen waren die Werte höher. In einem Mausmodell verringerte α-MSH die Entzündung und Schleimproduktion in den Atemwegen. Wenn α-MSH blockiert wurde, verstärkte sich die Entzündung. Diese Studie zeigte, dass α-MSH hilft, das Immunsystem im Gleichgewicht zu halten und so allergisches Asthma lindern kann.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1111/cea.13400
Chronische Lungenaspergillose: Bewertung des Galactomannan-Tests, des Aspergillus-spezifischen Lateral-Flow Device-Tests und der Zytokinwerte in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit zur Diagnose der chronischen Lungenaspergillose (Salzer HJF, Prattes J, Flick H, Reimann M, Heyckendorf J, Kalsdorf B, Obersteiner S, Gaede KI, Herzmann C, Johnson GL, Lange C, Hoenigl M.): Die chronische pulmonale Aspergillose (CPA) ist schwer zu diagnostizieren, da Symptome oft fehlen und verfügbare Tests ungenau sind. Diese Studie untersuchte drei unterschiedliche Methoden: Galactomannan (GM), einen neuen Schnelltest (LFD) und Zytokine in Proben aus der Lunge. Es wurden 27 CPA-Patienten, 27 Patienten mit anderen Lungenerkrankungen und 27 gesunde Personen getestet. GM zeigte eine niedrige Sensitivität (unter 50%) und LFD war nur bei wenigen Patienten positiv (7%), aber beide Tests waren sehr genau, wenn sie positiv waren. Zytokinwerte unterschieden sich nur zwischen CPA-Patienten und Gesunden, nicht zwischen CPA und anderen Lungenerkrankungen.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.3389/fmicb.2018.02223.
Sarkoidose: Atopobium und Fusobacterium als neue Kandidaten für die mit Sarkoidose assoziierte Mikrobiota (Zimmermann A, Knecht H, Häsler R, Zissel G, Gaede KI, Hofmann S, Nebel A, Müller-Quernheim J, Schreiber S, Fischer A): Die Sarkoidose ist eine Krankheit, die vor allem die Lunge betrifft. Es wird vermutet, dass Bakterien bei der Entstehung eine Rolle spielen können. In dieser Studie wurden die Bakterien aus der Lunge von 71 Patienten mit Sarkoidose, 15 Patienten mit einer anderen Lungenerkrankung und 10 gesunden Personen untersucht. Dabei wurden Unterschiede in der Zusammensetzung der Bakterien gefunden. Besonders häufig waren die Bakterien Atopobium und Fusobacterium bei Sarkoidose-Patienten. Außerdem zeigte sich, dass bestimmte genetische Varianten bei den Patienten mit der Menge der Bakterien zusammenhängen. Diese Ergebnisse können dazu beitragen, die Entstehung der Sarkoidose besser zu verstehen.
Die veröffentlichten Ergebnisse des Projekts finden Sie hier: doi: 10.1183/13993003.00746-2016