Arbeitsgruppe Grundlagen- und translationale Lungenforschung

Chronische Lungenerkrankungen, wie Asthma, COPD, interstitielle Lungenerkrankung (ILD), zystische Fibrose (CF) und Lungenkrebs zählen nicht nur weltweit zu den häufigsten Krankheitsformen, sondern sind nach neusten Analysen der Global Burden of Disease Studie auch für die meisten Krankheitsbedingten Todesfälle verantwortlich. 

Bei diesen Erkrankungen sind häufig mehrere Komponenten der Lunge, wie die Atemwege, das Lungenparenchym und das pulmonale Gefäßsystem betroffen. Diese Erkrankungen führen im Verlauf zu einer zunehmenden Beeinträchtigung der Lungenfunktion die nicht nur eine erhebliche Verminderung der Lebensqualität der Patienten bedeutet, sondern auch eine hohe wirtschaftliche und gesellschaftliche Belastung darstellt.

Trotz dieser Krankheitslast konzentrieren sich die derzeit zur Verfügung stehenden Therapien weitestgehend auf eine Linderung der Krankheitssymptome, anstatt eine Heilung und/oder Prävention zu bieten.

Schwerpunkt der Forschungsgruppe Grundlagen- und translationale Lungenforschung von Prof. Dr. Kreuter und PD Dr. rer. nat. Sebastian Reuter ist die Aufklärung von molekularen und zellulären Mechanismen die zur Entstehung, dem Voranschreiten aber auch der akuten Exazerbation, d.h. akuten Verschlechterung von chronischen Lungenerkrankungen führen.

Durch den Einsatz translationaler Forschungsansätze, die klinische und Grundlagenforschung miteinander verschmelzen, möchte die Arbeitsgruppe neue Impulse für die Entwicklung neuer Therapiestrategien zur Behandlung von Patienten, die unter chronischen Lungenerkrankungen leiden geben.

Die Vision unserer Arbeitsgruppe ist es, mittels einer besseren Charakterisierung von Patienten und der Erforschung der Krankheit zugrundeliegende Mechanismen, Biomarker und neue therapeutische Ansatzstellen zu identifizieren, die die Behandlung der Patienten optimiert und so deren Lebensqualität und Lebenserwartung steigert.

Wissenschaftlicher Hintergrund

Herr Prof. Dr. Kreuter und PD Dr. Sebastian Reuter besitzen einen klinischen und wissenschaftlichen Schwerpunkt, der sie dazu prädestiniert, diese Vision zu erfüllen.

Die klinischen und wissenschaftlichen Schwerpunkte von Prof. Dr. Kreuter umfassen interstitielle und seltene Lungenerkrankungen. In diesem Feld führt er zahlreiche wissenschaftliche Projekte zu Komorbiditäten, Epidemiologie, Biomarkern sowie Diagnostik und Therapie interstitieller Lungenerkrankungen durch. Darüber hinaus erforscht er als zudem ausgebildeter Onkologe auch Aspekte der Thoraxonkologie.

Forschungsschwerpunkt von PD Dr. Reuter ist die Untersuchung von exogenen und endogenen Abläufen die zur Entstehung, der Progression und Exazerbation von chronischen Lungenerkrankungen beitragen. Mittels experimentellen Modellen der Grundlagenforschung, aber auch translationalen Ansätzen charakterisiert er hierbei pathophysiologische Prozesse und analysiert die Wirkung neuer therapeutischer Ansätze. Seit Mai 2024 ist er Mitglied des Forschungszertrums für Immuntherapie (FZI). Das FZI stellt eine enge Verknüpfung zwischen klinischer und grundlagenorientierter Forschung dar. Ziel dieses interdisziplinare Konsortium ist es durch die Bündelung von Expertisen und neuen innovativen Methoden Prozesse die zur Entstehung, Progression und Exazerbation immunologischer Erkrankungen beitragen besser zu verstehen und somit neue Therapieoptionen für Infektionen, Autoimmunerkrankungen, Allergien und Krebs zu identifizieren.

Ziel der Arbeitsgruppe ist es im Forschungsumfeld des FZI, der Unimedizin und der Universität Mainz, eine pneumologische Plattform aufzubauen, die ein Bindeglied zwischen Patient-Klinik-Labor darstellt und so die Möglichkeit gibt Erkenntnisse der Grundlagenforschung an humanen Proben zu validieren. Auf der anderen Seite soll die detaillierte Charakterisierung von Patientenmaterial aber auch dabei helfen, unbekannte Faktoren, die zur Entstehung der Lungenerkrankungen verantwortlich sind zu identifizieren und deren genaue Funktion dann in Modellen der Grundlagenforschung zu entschlüsseln. 

Arbeits- und Interessengebiete

  • Immunologische Grundlagen chronischer Lungenerkrankungen

    • Zusammenspiel der angeborenen und adaptiven Immunität bei der Entstehung chronischer  Atemwegserkrankungen
    • Dendritische Zellen und deren Modulation
    • T Zell Subpopulation – Funktion und Regulation
    • Analyse der Rolle von endogenen und exogenen Faktoren auf die Entstehung, Exazerbation, Modulation und Behandlung von chronischen Lungengenerkrankungen

  • Präklinische Evaluation neuer Therapiestrategien für die Behandlung chronischer Lungenerkrankungen

    • Entwicklung und Einsatz von murinen Modellen zur Analyse der Funktion und Effektivität neuer Behandlungsansätze
    • Humanisierte Mausmodelle zur Untersuchung der Wirksamkeit von neuen humanen oder im Mausmodell entwickelten Therapieansätzen
    • Humane in vitro Kulturansätze zur Analyse der Funktion einzelner humaner Zellpopulationen und deren Interaktion

  • Untersuchungen von Patientenproben und klinischen Parametern

    • Charakterisierung von Patientenkollektiven
    • Validierung des Therapieerfolges
    • Identifikation von noch unbekannten Molekülen die bei der Pathogenese, dem Krankheitsverlauf aber auch in der Therapie eine Rolle spielen

  • Biobank

    • Konservierung von humanem Probenmaterial (BAL, Vollblut (PBMC), Serum, Biopsien)

Modelle und Methodenspektrum

Präklinische Modelle zur Analyse von Prozessen die zur Entstehung, Exazerbation, Modulation und Behandlung von chronischer Lungengenerkrankung beitragen

In vitro Modelle:

  • Dendritische Zellen und deren Modulation
  • DC/ T Zellinteraktion
  • Strukturzellen der Lunge: Epithelzellen/Fibroblasten
  • Durchflusszytometrische Charakterisierung von Immunzellen/Strukturzellen in unterschiedlichen Organen/Probenflüssigkeiten (human/murin)

In vivo Modelle:

  • Akute, therapeutische und chronische murine Modelle der allergischen Atemwegsentzündung
  • Modelle zur Charakterisierung der Funktion von Immunzellen (z.B. DC/ T Zell/ Mastzelle)
  • Charakterisierung von Prozessen die zur Entstehung von chronischen Lungenerkrankungen beitragen
  • Humanisierte Mausmodelle zur Untersuchung der Wirksamkeit von neuen humanen oder im Mausmodell entwickelten Therapieansätzen

Methodenspektrum

  • Zellkultur

    • Generierung von Dendritischen Zellen (murin/human)
    • T Zellen (murin/human)
    • Mastzellen (murin)
    • Fibroblasten (human)
    • Epithelzellen (human)
    • Air-Liquid-Interface (ALI)
    • Wound-Assay

  • Molekularbiologische Methoden

    • Gen- und Proteinexpressionsanalysen

  • Immunzytometrische Analysen

    • Durchflusszytometrie (human/murin)
    • ELISA

  • Histologie

    • Histologische und Immunhistologische Verfahren

  • Lungenfunktionsanalysen (murin)

Publikationen

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Arbeitsgruppenleiter

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PD Dr. rer. nat. Sebastian Reuter