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Computational Biology for Infection Research
The group studies microbial communities, including bacteria, viruses and eukaryotic community members, in the context of human health and disease. Direct metagenome, -transcriptome or -proteome sequencing of microbial community samples enables the study of microorganisms that cannot be obtained in pure culture, corresponding to most of the microbial world.
Individualisierte Medizin für Virale Infektionen
Opportunistische Infektionen stellen nach wie vor eine ernsthafte Bedrohung für immungeschwächte Personen, wie z. B. Transplantatempfänger, dar. Wir untersuchen opportunistische Herpesviren wie das Cytomegalovirus (CMV), indem wir einzigartige Technologien zur Echtzeitmessung des Viruswachstums entwickeln, die uns eine schnelle Identifizierung der antiviralen Aktivität von Primärproben und praktisch jeder Untergruppe von Immunzellen ermöglichen. Auf diese Weise können wir Risikopopulationen identifizieren und gezielte antivirale Therapien zur Behandlung und Vorbeugung von opportunistischen viralen Infektionen entwickeln. Während der COVID-Pandemie wurde unser Fachwissen im Bereich der Virusgenetik genutzt, um Pseudoviren zu klonen, die Varianten des SARS-CoV-2-Spike-Proteins exprimieren, um die Neutralisierungskapazität von Seren oder monoklonalen Antikörpern zu bewerten, und diese Technologie wird bei der Identifizierung von Korrelaten des Immunschutzes in geimpften oder rekonvaleszenten Bevölkerungsgruppen eingesetzt. Wir arbeiten mit lokalen und internationalen Teams von Ärzten und Epidemiologen zusammen und bieten technische Unterstützung und wissenschaftliche Beratung für komplexe serologische Labordiagnostik. Im März 2019 wurde Prof. Dr. Dr. Luka Cicin-Sain gemeinsam von der MHH (Medizinische Hochschule Hannover) und dem HZI (Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung) auf die CiiM-Professur für "Individualisierte Medizin viraler Infektionen" berufen und leitet seit 2021 die CiiM-assoziierte Abteilung "Virale Immunologie" (VIRI) am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig.
Klinische Bioinformatik
Die personalisierte Medizin bietet eine bedeutende Chance zur Verbesserung der öffentlichen Gesundheit, indem sie individuelle Variabilität in Genen, Umwelt und Lebensstil berücksichtigt. Die Forschungsgruppe „Klinische Bioinformatik“ verfolgt diese Richtung mit dem Ziel, die komplexen molekularen Mechanismen zu entschlüsseln, die Infektionen und Alterung zugrunde liegen. Dabei streben wir danach, präzise, individuelle Behandlungsstrategien zu entwickeln. Unsere Forschung zielt darauf ab, „Bioinformatik-Ansätze“ zu entwickeln und anzuwenden, um die genetischen und epigenetischen Faktoren zu lokalisieren, die infektionsinduzierte Immunantworten beeinflussen, indem wir Multi-Omics-Daten von Patienten integrieren und Computermodelle erstellen, die das Risiko einer Person für Infektionskrankheiten vorhersagen. Wir interagieren mit experimentellen Mitarbeitern und klinischen Experten, um unsere Ergebnisse zu überprüfen und ihre Umsetzung in medizinische Behandlungen oder diagnostische Verfahren zu fördern. Unser oberstes Ziel ist es, zum Hauptforschungsschwerpunkt von CiiM/MHH beizutragen: der maßgeschneiderten und verbesserten Prävention, Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten und Krebs für einzelne Patienten oder Patientengruppen. In diesem Rahmen widmet sich das Team um Prof. Dr. Cheng-Jian Xu vor allem den Bereichen Diagnose, Risikobewertung, Früherkennung und Patientenstratifizierung.
Immunology of Viral Hepatitis and Infections in Liver Cirrhosis
Hepatitis viruses A-E pose a major health challenge worldwide. Acute infections with hepatitis B (HBV), C (HCV), D (HDV) or E (HEV) can progress to chronic hepatitis and lead to liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Chronic viral hepatitis affects more than 350 million people worldwide. While direct-acting antiviral drugs provide a cure for chronic hepatitis C, the long-term effects on the immune system after the infection is cured are not fully understood. While direct-acting antiviral nucleos(t)ide analogues can treat chronic hepatitis B, complete cure is rare. Innovative approaches, particularly modulation of the immune response to HBV, hold promise for a cure. Chronic hepatitis D is always a co-infection with HBV and thus concepts to cure HBV will also target HDV. In chronic hepatitis E, which is unique in immunocompromised patients such as organ transplant patients, enhancing the immune response against HEV may be a novel strategy. In people with cirrhosis of the liver, regardless of the cause, the immune system is compromised and susceptibility to infection is increased. In particular, bacterial infections of the peritoneal cavity due to ascites contribute significantly to disease progression. Our research group focuses on understanding immune responses to hepatitis viruses and developing biomarkers to better stratify patients for new therapeutic strategies to modulate the host immune system in the effort to combat chronic viral hepatitis. In addition, we are exploring the mechanisms underlying immunodeficiency in liver cirrhosis and investigating immunomodulation strategies to improve survival in these vulnerable patients.
Bioinformatik der Individualisierten Medizin
Infektionen gehören zu den größten Bedrohungen für die Gesundheit und zu den häufigsten Todesursachen weltweit. Unser Team aus 6 Doktoranden und 5 Postdocs arbeitet daran, genetische Risikofaktoren und entsprechende molekulare Pfade aufzudecken, welche entscheidend sind um Risikopatienten zu identifizieren und eine bessere, individualisierte Behandlung zu ermöglichen. Die Abteilung des HZI ist Teil des sich momentan entwickelnden CiiM und derzeit am TWINCORE in Hannover ansässig. Wir sind stets auf der Suche nach begabten und motivierten Studierenden und Postdocs (z.B. finanziert durch den ERC Starting Grant). Wenden Sie sich bei Interesse gerne per E-Mail an uns.
Infektionsbiologie
Mikrobiellen Gemeinschaften bestehend aus Bakterien, Pilzen, und Viren besiedeln alle Körperoberflächen des Menschen. Man bezeichnet sie in ihrer Gesamtheit als Mikrobiom. Die Zusammensetzung des Mikrobioms variiert zwischen Individuen und auch innerhalb eines Individuums im Laufe des Lebens. Wichtige Einflussfaktoren am Anfang des Lebens sind der Geburtsmodus und die Ernährung, später spielen die Einnahme von Antibiotika und Medikamente sowie langfriste Ernährungsformen, der Gesundheitszustand, aber auch Sport und Stress eine Rolle. Eine Vielzahl an Studien hat in den letzten Jahren begonnen zu erforschen, inwiefern das Mikrobiom und seine Veränderungen aktiv zu unserer Gesundheit und der Entstehung von Erkrankungen beiträgt. Für verschiedene Erkrankungen konnte in Tiermodellen und klinischen Studien gezeigt werden, dass bestimmte Veränderungen im Mikrobiom entweder die Entstehung oder den Verlauf von z.B. chronisch entzündlichen Darmerkrankungen oder die Infektanfälligkeit beeinflussen. Dies hat zur Entwicklung von neuartigen Mikrobiom-basierten Therapien geführt, die derzeit in Tiermodellen und klinischen Studien erforscht werden. Die Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Strowig nutzt interdisziplinäre Ansätze aus mikrobiologischen, immunologischen und bioinformatischen Methoden um ein molekulares Verständnis der komplexen Interaktionen zwischen Darmmikrobiom und Wirt zu erhalten. Das Wissen, das hieraus gewonnen werden kann, bildet einen wichtigen Grundstein für die Entwicklung neuer individueller Präventions- und Therapieansätze. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen MHH und HZI am CiiM sollen Forschungsergebnisse aus der Grundlagenforschung zukünftig direkter in die Praxis überführt werden. Ein Beispiel ist die erfolgreiche Etablierung einer Mikrobiom-Analyseplattform, welche essentiell für die Erforschung des Einflusses des Mikrobioms des Wirtes auf dessen Suszeptibilität für Infektionen ist und bereits für verschieden Patientenkohorten (RESIST-SeniorIndividuals, LöwenKIDS) verwendet wurde. Ein anderes Beispiel ist die Identifizierung von spezifischen Mikrobiombestandteilen, die in präklinischen Modellen dazu genutzt werden können, um die Kolonisierung mit Krankheitsfördernden Bakerien zu verhindern.
Personalisierte Immuntherapie
Unsere Motivation ist es, grundlegende Fragen der Humanimmunologie anzugehen und sie in personalisierte Therapien und Diagnostik umzusetzen. Insbesondere erforscht unser Labor neue Anwendungen von Antikörpern und B-Zellen zur Behandlung und Vorbeugung menschlicher Infektionskrankheiten. Auch nach Jahrzehnten der Forschungsarbeiten, fehlen noch immer wirksame Impfstoffe gegen einige Viren, die einer Antikörperreaktion entgehen können. Um diese Herausforderung zu meistern, entwickeln wir Methoden zum besseren Verständnis der B-Zell-Reaktionen, also der Zellen, die Antikörper produzieren. Wir entwerfen maßgeschneiderte Impfstoffe, die die Immunantwort verbessern sollen, und bieten neuartige Lösungen für die Infektionsdiagnostik.