Juniorgruppe "Experimentelle Forschung"

Prof. Dr. med. Markus Bosmann
Leiter der Juniorgruppe "Experimentelle Forschung"

Sepsis und akuter Lungenschaden (ALI, ARDS) sind lebensbedrohliche Erkrankungen in der Intensivmedizin mit schätzungsweise mehr als 150.000 Fällen pro Jahr in Deutschland. Patienten mit geschwächtem Immunsystem haben ein erhöhtes Risiko für Infektion (z.B. Pneumonie, Darminfektion), welche eine Sepsis oder ARDS auslösen können. Als weitere Komplikationen können schwere Störungen der Hämostase (disseminierte intravasale Koagulopathie, Verbrauchskoagulopathie) auftreten.

Die Störungen der angeborenen Immunantwort und des Blutgerinnungssystems spielen Schlüsselfunktionen bei Sepsis und ARDS. Insbesondere ist die Freisetzung einer Vielzahl von Zytokinen (z.B. IL-27) und anderer Botenstoffen (z.B. C5a) zu beobachten, die ihre Wirkungen innerhalb komplexer Mechanismen der intra-zellulären Signaltransduktion verschalten und nachgeschaltete Effekte auf die Hämostase ausüben. Ein besonderes Augenmerk unserer Forschungen liegt auf den molekularen Interaktionen der angeborenen Immunantwort mit dem Gerinnungssystem. Im Fokus stehen die immun-modulatorischen Funktionen von linearen Polyphosphaten, Immunbotenstoffen und intrazellulären Signalwegen in Makrophagen.

Unsere Projekte sollen zu einem besseren Verständnis der molekularen Pathogenese von Sepsis und akutem Lungenschaden beitragen und helfen neue Strategien für effektive Behandlungsmöglichkeiten aufzuzeigen.

Forschungsschwerpunkte

• Molekulare Erforschung der molekularen Pathomechanismen bei Sepsis und akutem Lungenschaden (ARDS)

• Wirt-Pathogen Interaktionen und bakterielle Infektionen von Organen mit Grenzflächen zur Außenwelt (Darm, Lunge)

• Rolle von Polyphosphaten bei Immunmetabolismus, Infektion und Hämostase

• Zytokine (z.B. IL-27), Komplementbotenstoffe (z.B. C5a) und Signalwege

• Neutrophile extrazelluläre Fallen

Kooperationspartner

• Prof. Dr. Wolfram Ruf (CTH)
• Jun.-Prof. Dr. Christoph Reinhardt (CTH)
• Prof. Dr. Tobias Bopp (Institut für Immunologie)
• Prof. Dr. Stefan Tenzer (Institut für Immunologie)

Nationale Partner

• Prof. Dr. Heiko Mühl (Institut für Allgemeine Pharmakologie und Toxikologie, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt)
• Prof. Dr. E. Schulze-Bahr (Institut für Genetik von Herzerkrankungen, Universitätsklinikum Münster)

Internationale Partner

• Prof. Dr. Peter A. Ward (Department of Pathology, University of Michigan, Ann Arbor, USA)
• Prof. Dr. James H. Morrissey und Dr. Stephanie A. Smith (Department of Biochemistry, University of Illinois, Urbana, USA)
• Prof. Dr. Florian Douam (Department of Microbiology, Boston University, USA)

Drittmittelförderung

• Deutsche Forschungsgemeinschaft

Biografie - Markus Bosmann

Positionen:
Seit 2023 – Außerplanmäßige Professur der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Seit 2018 – Fakultätsmitglied, Boston University School of Medicine
Seit 2012 – Juniorgruppenleiter 'Experimentelle Forschung', CTH, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität, Mainz (seit 2018 in Teilzeit)

Wissenschaftlicher Werdegang:
2009 - 2012 – PostDoc, Universität von Michigan, Ann Arbor, USA

Akademische und ärztliche Ausbildung:
2019 - Fachimmunologe (DGfI)
2017 - Facharzt Innere Medizin
2005 - Promotion (Dr. med.), Frankfurt a.M.
1997 - 2004 – Studium der Humanmedizin, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt

ORCID Researcher ID:
0000-0003-2773-1033

Team - Juniorgruppe Experimentelle Forschung

Ehemalige Gruppenmitglieder

• Dr. med. Norman Russkamp
• Dr. rer. nat. Dennis Riehl
• PD Dr. med. Robert Rümmler
• Dr. rer. nat. Julian Röwe
• Dr. med. Max Higer
• Dr. med. Georgios Stavrides
• Dr. med. Johannes Schoeche
• Dr. rer. nat. Marcel Strüve
• Dr. rer. nat. Frano Malinarich
• Dr. rer. nat. Markus Dudek
• Dr. rer. nat. Johannes Platten
• cand. med. Vanessa Tansi

Bosman Lab at Boston University, USA

Sonstiges

Wir freuen uns über Bewerbungen von qualifizierten naturwissenschaftlichen Doktoranden per  Email. Forschungsaufenthalte an der Boston University, USA sind möglich.

Originalarbeiten

• Krenzlin V, Schöche J, Walachowski S, Reinhardt C, Radsak MP, Bosmann M. Immunomodulation of neutrophil granulocyte functions by bacterial polyphosphates. Eur J Immunol. 2023 Mar 23:e2250339
• Chen DY, Chin CV, Kenney D, Tavares AH, Khan N, Conway HL, Liu G, Choudhary MC, Gertje HP, O'Connell AK, Adams S, Kotton DN, Herrmann A, Ensser A, Connor JH, Bosmann M, Li JZ, Gack MU, Baker SC, Kirchdoerfer RN, Kataria Y, Crossland NA, Douam F, Saeed M. Spike and nsp6 are key determinants of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 attenuation. Nature. 2023 Mar;615(7950):143-150
• Roewe J, Walachowski S, Sharma A, Berthiaume KA, Reinhardt C, Bosmann M. Bacterial polyphosphates induce CXCL4 and synergize with complement anaphylatoxin C5a in lung injury. Front Immunol. 2022 Nov 3;13:980733
• Krenzlin V, Roewe J, Strueve M, Martínez-Negro M, Sharma A, Reinhardt C, Morsbach S, Bosmann M. Bacterial-Type Long-Chain Polyphosphates Bind Human Proteins in the Phosphatidylinositol Signaling Pathway. Thromb Haemost. 2022 Nov;122(11):1943-1947
• Chaudhary N, Jayaraman A, Reinhardt C, Campbell JD, Bosmann M. A single-cell lung atlas of complement genes identifies the mesothelium and epithelium as prominent sources of extrahepatic complement proteins. Mucosal Immunol. 2022 May;15(5):927-939.
• Kenney DJ, O'Connell AK, Turcinovic J, Montanaro P, Hekman RM, Tamura T, Berneshawi AR, Cafiero TR, Al Abdullatif S, Blum B, Goldstein SI, Heller BL, Gertje HP, Bullitt E, Trachtenberg AJ, Chavez E, Nono ET, Morrison C, Tseng AE, Sheikh A, Kurnick S, Grosz K, Bosmann M, Ericsson M, Huber BR, Saeed M, Balazs AB, Francis KP, Klose A, Paragas N, Campbell JD, Connor JH, Emili A, Crossland NA, Ploss A, Douam F. Humanized mice reveal a macrophage-enriched gene signature defining human lung tissue protection during SARS-CoV-2 infection. Cell Rep. 2022 Apr 19;39(3):110714.
• Sharma A, Noon JB, Kontodimas K, Garo LP, Platten J, Quinton LJ, Urban JF Jr, Reinhardt C, Bosmann M. IL-27 Enhances γδ T Cell-Mediated Innate Resistance to Primary Hookworm Infection in the Lungs. J Immunol. 2022 Apr 15;208(8):2008-2018.
• Carossino M, Kenney D, O'Connell AK, Montanaro P, Tseng AE, Gertje HP, Grosz KA, Ericsson M, Huber BR, Kurnick SA, Subramaniam S, Kirkland TA, Walker JR, Francis KP, Klose AD, Paragas N, Bosmann M, Saeed M, Balasuriya UBR, Douam F, Crossland NA. Fatal Neurodissemination and SARS-CoV-2 Tropism in K18-hACE2 Mice Is Only Partially Dependent on hACE2 Expression. Viruses. 2022 Mar 5;14(3):535
• Huang J, Hume AJ, Abo KM, Werder RB, Villacorta-Martin C, Alysandratos KD, Beermann ML, Simone-Roach C, Lindstrom-Vautrin J, Olejnik J, Suder EL, Bullitt E, Hinds A, Sharma A, Bosmann M, Wang R, Hawkins F, Burks EJ, Saeed M, Wilson AA, Mühlberger E, Kotton DN. SARS-CoV-2 Infection of Pluripotent Stem Cell-Derived Human Lung Alveolar Type 2 Cells Elicits a Rapid Epithelial-Intrinsic Inflammatory Response. Cell Stem Cell. 2020 Dec 3;27(6):962-973.e7.
• Roewe J, Stavrides G, Strueve M, Sharma A, Marini F, Mann A, Smith SA, Kaya Z, Strobl B, Mueller M, Reinhardt C, Morrissey JH, Bosmann M. Bacterial polyphosphates interfere with the innate host defense to infection. Nat Commun. 2020 Aug 12;11(1):4035.
• Sharma A, Steven S, Bosmann M. The pituitary gland prevents shock-associated death by controlling multiple inflammatory mediators. Biochem Biophys Res Commun 2019;509(1):188-193.
• Hansen M, Peltier J, Killy B, Amin B, Bodendorfer B, Hartlova A, Uebel S, Bosmann M, Hofmann J, Buttner C, Ekici AB, Kuttke M, Franzyk H, Foged C, Beer-Hammer S, Schabbauer G, Trost M, Lang R. Macrophage Phosphoproteome Analysis Reveals MINCLE-dependent and -independent Mycobacterial Cord Factor Signaling. Mol Cell Proteomics 2019;18(4):669-685.
• Gawish R, Bulat T, Biaggio M, Lassnig C, Bago-Horvath Z, Macho-Maschler S, Poelzl A, Simonovic N, Prchal-Murphy M, Rom R, Amenitsch L, Ferrarese L, Kornhoff J, Lederer T, Svinka J, Eferl R, Bosmann M, Kalinke U, Stoiber D, Sexl V, Krmpotic A, Jonjic S, Müller M, Strobl B. Myeloid Cells Restrict MCMV and Drive Stress-Induced Extramedullary Hematopoiesis through STAT1. Cell Rep 2019;26(9):2394-2406 e2395.
• Kröller-Schön S, Daiber A, Steven S, Oelze M, Frenis K, Kalinovic S, Heimann A, Schmidt FP, Pinto A, Kvandova M, Vujacic-Mirski K, Filippou K, Dudek M, Bosmann M, Klein M, Bopp T, Hahad O, Wild PS, Frauenknecht K, Methner A, Schmidt ER, Rapp S, Mollnau H, Münzel T. Crucial role for Nox2 and sleep deprivation in aircraft noise-induced vascular and cerebral oxidative stress, inflammation, and gene regulation. Eur Heart J 2018;39(38):3528-3539.
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• Roewe J, Higer M, Riehl DR, Gericke A, Radsak MP, Bosmann M (2017) Neuroendocrine Modulation of IL-27 in Macrophages. Journal of immunology 199(7):2503-2514
• Schütz E, Bochenek ML, Riehl DR, Bosmann M, Münzel T, Konstantinides S, Schäfer K. Absence of transforming growth factor beta 1 in murine platelets reduces neointima formation without affecting arterial thrombosis. Thromb Haemost 2017;117(9):1782-1797.
• Kiouptsi K, Grill A, Mann A, Döhrmann M, Lillich M, Jäckel S, Malinarich F, Formes H, Manukyan D, Subramaniam S, Khandagale A, Karwot C, Thal SC, Bosmann M, Scharrer I, Jurk K, Reinhardt C (2017) Mice deficient in the anti-haemophilic coagulation factor VIII show increased von Willebrand factor plasma levels. PloS one 12: e0183590 
• Fattahi F, Kalbitz M, Malan EA, Abe E, Jajou L, Huber-Lang MS, Bosmann M, Russell MW, Zetoune FS, Ward PA (2017) Complement-induced activation of MAPKs and Akt during sepsis: role in cardiac dysfunction. FASEB journal 31(9):4129-4139
• Russkamp NF, Ruemmler R, Roewe J, Moore BB, Ward PA, Bosmann M. Experimental design of complement component 5a-induced acute lung injury (C5a-ALI): a role of CC-chemokine receptor type 5 during immune activation by anaphylatoxin. FASEB journal. pii: fj.15-271635, 2015.
• Kalbitz M, Grailer JJ, Fattahi F, Jajou L, Herron TJ, Campbell KF, Zetoune FS, Bosmann M, Sarma JV, Huber-Lang M, Gebhard F, Loaiza R, Valdivia HH, Jalife J, Russell MW, Ward PA. Role of extracellular histones in the cardiomyopathy of sepsis. FASEB journal. 29:2185-2193. 2015.
• Taddonio MA, Dolgachev V, Bosmann M, Ward PA, Su G, Wang SC, Hemmila MR. Influence of lipopolysaccharide-binding protein on pulmonary inflammation in gram-negative pneumonia. Shock. 43:612-619. 2015.
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• Bosmann M, Russkamp NF, Strobl B, Roewe J, Balouzian L, Pache F, Radsak MP, van Rooijen N, Zetoune FS, Sarma JV, Nunez G, Muller M, Murray PJ, Ward PA. Interruption of macrophage-derived IL-27(p28) production by IL-10 during sepsis requires STAT3 but not SOCS3. Journal of immunology. 193:5668-5677, 2014.
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• Bosmann M, Zhu K, Grailer JJ, Matthay MA, Sarma JV, Zetoune FS, Ward PA. Anti-inflammatory Effects of ß2 Adrenergic Receptor Agonists in Experimental Acute Lung Injury. FASEB Journal. 26(5):2137-44, 2012.
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• Bosmann M, Haggadone MD, Hemmila MR, Zetoune FS, Sarma JV, Ward PA. Complement activation product C5a is a selective suppressor of TLR4-induced, but not TLR3-induced, production of IL-27(p28) from macrophages. Journal of Immunology. 188(10):5086-93, 2012.
• Bosmann M, Patel VR, Russkamp NF, Pache F, Zetoune FS, Sarma JV, Ward PA. MyD88-dependent production of IL-17F is modulated by the anaphylatoxin C5a: Role of the Akt signaling pathway. FASEB Journal. 25(12):4222-32, 2011.

Reviews (Auswahl)

• Subramaniam S, Ruf W, Bosmann M. Advocacy of targeting protease-activated receptors in severe coronavirus disease 2019. Br J Pharmacol. 2022 May;179(10):2086-2099.
• Sharma A, Kontodimas K, Bosmann M. The MAVS Immune Recognition Pathway in Viral Infection and Sepsis. Antioxid Redox Signal. 2021 Dec;35(16):1376-1392.
• Sharma A, Kontodimas K, Bosmann M. Nanomedicine: A Diagnostic and Therapeutic Approach to COVID-19. Front Med (Lausanne). 2021 Jun 4;8:648005.
• Bosmann M, Ward PA. Modulation of inflammation by interleukin-27. J Leukoc Biol. 2013 Dec;94(6):1159-65.
• Bosmann M, Ward PA. The inflammatory response in sepsis. Trends Immunol. 2013 Mar;34(3):129-36.

Editorials und Kommentare

• Bosmann M. Complement Activation during Critical Illness: Current Findings and an Outlook in the Era of COVID-19. Am J Respir Crit Care Med. 2020 Jul 15;202(2):163-165.
• Bosmann M. Complement control for COVID-19. Sci Immunol. 2021 May 25;6(59):eabj1014.