In vivo Zellbiologie der Infektionen

In ihrem Kern kann eine Infektionskrankheit als zellbiologisches Problem betrachtet werden: Immunzellen des Wirts müssen Erreger in einem komplexen zellulären Milieu erkennen, verfolgen und eliminieren. Mithilfe von Mikroskopie, Genetik, chemischer Biologie und Genomik erforschen wir die Zellbiologie der Immunantwort von Wirbeltieren auf Mykobakterien und andere bakterielle Erreger. Für unsere Forschung nutzen wir optisch transparente Zebrafisch und klinische Patientenproben. Wir versuchen außerdem, diese Erkenntnisse in neue, wirtsgerichtete Therapien zu übersetzen, um so die wirtsabhängige bakterielle Clearance zu verbessern und bestehende Therapien zu ergänzen.

Zellbiologie der Tuberkulose und die granulomatöse Reaktion

Der Erreger der Tuberkulose, Mycobacterium tuberculosis, ist die weltweit führende Todesursache durch einen einzigen Infektionserreger. Wir erforschen Tuberkulose-Infektionen im Zebrafisch mit Hilfe der „Zebrafisch-Tuberkulose“ die durch Mycobacterium marinum ausgelöst wird, einem nahen Verwandten des M. tuberculosis-Komplexes. Die durchsichtigen Zebrafische ermöglichen uns die direkte Visualisierung von Wirts-Bakterien-Interaktionen während der Infektion mit Mykobakterien und anderen bakteriellen Erregern. Mithilfe von Zebrafischen und bakteriellen genetischen Werkzeugen, zellulären Reportern und hochauflösender Mikroskopie untersuchen wir die Signalereignisse im Wirt in den Bakterien ebenso wie die Zellpopulationen, die diese Immunreaktionen formen. Unser Hauptinteresse liegt dabei darin, die Struktur und Signalübertragung zu verstehen, die der zentralen Struktur der Tuberkulose, dem Granulom zugrunde liegen.

Wirtsgerichtete Therapien

Krankheitserreger haben viele Mechanismen entwickelt, um die Immunantwort des Wirts zu untergraben – so versuchen Erreger zu verhindern, das ein Wirt sie identifiziert und abtötet. Indem wir einerseits verstehen, wie Immunzellen sich verhalten und Signale übertragen, und andererseits, wie Krankheitserreger diese Reaktionen manipulieren, können wir Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen identifizieren. So wollen wir die Abtötung von Bakterien durch den Wirt erleichtern und die Aktivität bestehender antibakterieller Therapien erhöhen. Unser Ziel ist es dabei immer, die Erkenntnisse über die Immunzellbiologie mykobakterieller Infektionen und anderer Krankheitserreger in neue wirtsgerichtete Therapien zu übersetzen. Darüber hinaus werden wir unabhängige Ansätze zur Entdeckung neuer therapeutischer Ziele verfolgen. Wir haben eine Ex-vivo-Kulturplattform für mykobakterielle Granulome entwickelt, die chemische und genetische Screenings im Kontext des Granuloms ermöglicht. Wir werden auch in vivo chemisch-genetische Screening-Ansätze bei Zebrafischlarven anwenden, um wirtsgerichtete Therapien gegen Mykobakterien in bestimmten zellulären Kontexten sowie für andere bakterielle Pathogene zu identifizieren.