Immunwissenschaften

Das Immunsystem schützt uns vor Infektionen und Tumoren, indem es „selbst“ von „fremd“ unterscheidet. Eine fehlgesteuerte Aktivierung von Immunzellen kann dagegen zur Schädigung von Organen führen und Autoimmunerkrankungen, Allergien oder chronische Entzündungen verursachen. Trotz weitreichender Erkenntnisse über die Funktionsweise des Immunsystems sind noch viele Fragen offen. Innerhalb des Forschungsschwerpunkts Infektion – Inflammation – Immunität (RCi³) tragen Wissenschaftler zu einem besseren Verständnis und neuen Therapieoptionen bei.

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Infektion, Inflammation und Immunität an der Charité

Diese Fragen bewegen uns:

  • Wie erkennt das Immunsystem Infektionserreger und Tumorzellen und wie bekämpft es diese?
  • Welche Rolle spielen die uns natürlich besiedelnden Mikroben, unser Mikrobiom, für Gesundheit und Krankheit?
  • Woher kommen neue Viren und Bakterien?
  • Wenn der Körper ‚fremd‘ wird: Wie funktionieren Autoimmunität und Entzündung?
  • „What comes up, must come down“: Wie werden Immunantworten und Entzündungen reguliert? 
  • Wie bildet sich ein immunologisches Gedächtnis? 
  • Wie trägt das Immunsystem zur normalen Organfunktion und zu Reparaturprozessen bei? 

Titelbild: Tumorzelle mit doppeltem Kern (hellblau), Actinzytoskelett (magenta-grün) und einem Netzwerk aus Mitochondrien (gelb-rot). Mitochondrien sind auf Bakterien zurückgehende Organellen, die evolutionsbiologisch mittels Endosymbiose entstanden sind. Daher stellen Mitochondrien ein Beispiel für die Symbiose von Bakterien mit den Grundbausteinen multizellulärer Organismen dar. In unserem Körper sind sie heute zentrale Regulatoren des Metabolismus. Bei Infektionen sind sie Alarmgeber für Immun- und Entzündungsprozesse und lösen in bestimmten Situationen den programmierten Tod einer Zelle aus. © Prof. Dr. Andreas C. Hocke.

Wer wir sind: Research Center for Infection, Inflammation and Immunity - RCi³

Wer wir sind: Research Center for Infection, Inflammation and Immunity – RCi³

Die Kliniken und Institute der Charité mit Schwerpunkten in Infektion, Inflammation und Immunität haben sich im Research Center for Infection, Inflammation, and Immunity – RCi3 organisiert. Damit bündeln sie die immunologisch ausgerichtete Forschung der Charité – Universitätsmedizin Berlin. RCi3 ist ein Netzwerk von Wissenschaftlern und Klinikern, die interdisziplinäre, grundlagen- und anwendungsorientierte immunologische Fragestellungen erforschen. Die immunologische Gemeinschaft in Berlin zeichnet sich durch eine enge, synergistische und überinstitutionelle Vernetzung aus, zu der neben Wissenschaftlern der Charité, der Freien Universität und der Humboldt Universität ebenso außeruniversitäre Forschungseinrichtungen wie das Deutsche Rheuma Forschungszentrum (DRFZ) der Leibniz Gemeinschaft, das Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin der Helmholtz Gemeinschaft, das Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie und das Robert-Koch-Instituts beitragen. So haben beispielsweise die Aktivitäten im Bereich der Entzündungsforschung zur Gründung des Leibniz-WissenschaftsCampus Berlin mit dem Comprehensive Center for Chronic Inflammatory Diseases (C³ID) geführt, an dem Gruppen von Charité, DRFZ und des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie beteiligt sind.

Folgende Ziele haben wir uns gesetzt:

  • Schaffung der Rahmenbedingungen und der Infrastruktur für exzellente immunologische Forschung sowie deren Koordination in lokalen, nationalen und internationalen Verbünden
  • Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
  • Integration von grundlagenorientierter und translational ausgerichteter präklinischer und klinischer Forschung
     

Ausgewählte Verbünde

    • SFB-TR36: Principles and Applications of Adoptive T Cell Therapy
    • SFB-TR84: Innate Immunity of the Lung
    • TRR130: B cells: Immunity and Autoimmunity
    • Schwerpunktprogramm 1596: Ecology and Species Barriers in Emerging Viral Diseases
    • Schwerpunktprogramm 1937: Innate Lymphoid Cells
    • CAPNetz/PROGRESS - CAPSys
    • Leibniz Wissenschafts-Campus - Chronische Entzündungen
    • Kompetenznetz chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
    • PACE
    • Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung 
    • Nationales Forschungsnetz Zoonotische Erkrankungen
    • Weitere Verbünde

                            Woher wir kommen: Historische Perspektive von Infektion und Immunologie an der Charité

                            Im ausgehenden 19. Jahrhundert ist das Fundament für die immunologische Infektionsforschung geschaffen worden. Neben Paris, wo der französische Mikrobiologe Louis Pasteur forschte, galt Berlin mit dem größten Krankenhaus Berlins, der Charité, als wissenschaftliches Zentrum. Hier entdeckte Robert Koch den Erreger der Tuberkulose, hielt den berühmten Vortrag über die „Ätiologie der Tuberkulose“ und schuf durch seine Arbeiten an Krankheitskeimen die Grundlagen der Bakteriologie. Ihm gelang es, durch gezielte Maßnahmen Typhus- und Cholera-Ausbrüche einzudämmen. weiter lesen


                            Ausbildung

                            Training Concept. Grafik: IMPRS-IDI.

                            Die nächste Generation von forschenden Ärzten und Naturwissenschaftlern in der Immunologie und Infektionsbiologie exzellent auszubilden, ist eine der vornehmlichen und wichtigsten Aufgaben des RCi³. Die Qualifizierung von naturwissenschaftlichen und medizinischen Doktoranden ist in der Graduate School des Zentrums für Infektionsbiologie und Immunität (ZIBI) gebündelt. ZIBI’s Ziel ist es, ein interdisziplinäres Programm für Doktoranden in allen Bereichen der Immunologie und Infektionsbiologie anzubieten, das die traditionellen Trennungen individueller Disziplinen aufzuheben versucht. ZIBI nutz innovative Konzepte, Techniken und Themen, um die Doktoranden für ihre professionellen Karrieren zu trainieren. Übergeordnetes Ziel ist es, junge Wissenschaftler auf ihre zukünftigen Arbeiten im Bereich von Infektionsbiologie und Immunologie vorzubereiten. Die ZIBI Graduate School versteht sich als Plattform, die alle individuellen Graduiertenprogramme in sich aufnimmt. Folgende Einzelprogramme sind hier vereint: 

                            Die Ausbildung von Ärzten zu Clinician Scientist ist einem BIH Charité Program institutionalisiert. Dieses strukturierte Curriculum schafft Freiräume für klinische oder grundlagenorientierte Forschung für Ärzte in der Weiterbildung zum Facharzt. Das Programm trägt dazu bei, eine neue Generation translational geschulter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auszubilden, die eine schnellere Übertragung wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Anwendung fördern soll.


                            Beteiligte Institutionen

                            Entzündungsforschung an der Haut

                            Die Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie mit ihren Schwerpunkten chronische Entzündung, Allergologie, Dermato-Onkologie und Kinderdermatologie gehört zu den führenden Einrichtungen weltweit. Sie steht nicht nur für eine exzellente Patientenversorgung, sondern ist auch eine Wirkungsstätte für über 100 Forscherinnen und Forscher. Deren immunologisch orientierte Untersuchungen dienen der kontinuierlichen Aufdeckung der pathogenetischen und protektiven Mechanismen von chronisch-entzündlichen Dermatosen, Autoimmunerkrankungen und allergischen Reaktionen. Die enge Verzahnung von exzellenter Grundlagenforschung mit verschiedenen externen universitären und außeruniversitären Einrichtungen (z.B. DRFZ Leibniz Campus Chronische Entzündung), in vivo Forschung, klinischer Forschung und Patientenversorgung im Centrum erlaubt ein hohes Maß an Synergie und breite, translationale Forschungsansätze. Das Centrum ist an internationalen Netzwerken wie dem International Psoriasis Council und der European Hidradenitis suppurativa Foundation sowie an BMBF-geförderten Verbundprojekten (eKid) und der Initiation von SFB-Vorhaben (ImmuneAging, Renoprotection) beteiligt. Im Rahmen des TRR130 beschäftigten wir uns mit dem Einfluss von Vitamin A und D auf die B-Zelldifferenzierung. Weiterhin sind wir aktiv in der dermatologischen Allergologie im Autoinflammation Network e. V., dem Urticaria Network e.V. und dem European Mast Cell and Basophil Research Network (EMBRN).


                            Immuntherapie von Krebserkrankungen – von der Grundlagenforschung zur klinischen Anwendung

                            Schwerpunkte am Institut für Immunologie auf dem Charité Campus Berlin Buch sind Grundlagenforschung und translationale Forschung in den Bereichen Immunologie und Tumorimmunologie. Laut Weltkrebsbericht der WHO wird die Anzahl der Krebserkrankungen in den kommenden Jahren stark ansteigen. Klassische Behandlungsmethoden wie die operative Entfernung, Chemo- und Strahlentherapie führen häufig nicht zur Heilung. Jedoch weisen neue Immuntherapien, beispielsweise bei der akuten lymphatischen Leukämie oder dem malignen Melanom, bereits erste Erfolge auf. Deshalb untersuchen wir in enger Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen des MDC und mit Klinikern der Hämatologie und (pädiatrischen) Onkologie der Charité das Zusammenspiel von Krebserkrankungen und dem Immunsystem. Im transregionalen Sonderforschungsbereich SFB-TR36 und weiteren Förderprogrammen (Einstein Visiting Fellow, BIH, DKTK und Deutsche Krebshilfe) adressieren wir die grundlegenden Prinzipien und die klinischen Anwendungen der T-Zelltherapie, so dass wir nun eine erste klinische Studie zur T-Zell-Rezeptor-Gentherapie zur Behandlung von Krebs in Deutschland beginnen werden. Das langfristige Ziel unserer Forschung ist die Etablierung einer „of the shelf“ T-Zell-Rezeptor Bibliothek gegen verschiedene Neoantigene zur personalisierten Krebstherapie in der Klinik.


                            Mukosale Immunologie und Entzündungsforschung

                            Ein Fokus der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie ist die Entzündungsforschung. Das beinhaltet die chronisch intestinale Entzündung sowie spezifische intestinale Infektionen, aber auch systemische Entzündungserkrankungen. Wissenschaftliche Schwerpunkte liegen bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, seltenen mukosalen Infektionen wie dem Morbus Whipple sowie Spondylarthropathien, chronischen Arthritiserkrankungen ohne Rheumafaktoren. Ein interdisziplinärer Ansatz in der Entzündungsforschung und die enge Interaktion von Wissenschaftlern und Ärzten mit außeruniversitären Instituten ermöglicht eine ständige klinische und wissenschaftliche Weiterentwicklung. Die Häufigkeit chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen und anderer entzündlicher Erkrankungen nimmt seit Mitte des letzten Jahrhunderts stetig zu. Meist sind Patienten im jungen Erwachsenenalter, also einer kritischen Lebensphase betroffen. Alle bislang verfügbaren Ansätze können die Krankheitsbilder noch nicht entsprechend ihrer Ursachen therapieren. Mit Förderung der DFG, der Deutschen Krebshilfe, des Berliner Gesundheitsinstitutes sowie des BMBF ist es unser Ziel, die Entstehung und die Pathophysiologie dieser Erkrankungen besser zu verstehen und neue Therapieansätze zu identifizieren. Das Kompetenznetzwerk für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen ist dabei ein Netzwerk, das über verschiedene Plattformen die wissenschaftliche Entwicklung, beispielsweise in der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für chronische Darmerkrankungen, klinische Studien, wie in der German IBD Study Group, aber auch die Ausbildung von Fachassistenzpersonal und die Weiterbildung von Ärztinnen und Ärzten kontinuierlich weiterentwickelt.


                            Immunität und chronische Entzündung

                            Das Institut für Medizinische Immunologie ist eines der wenigen Institute für Immunologie an medizinischen Fakultäten in Deutschland mit starker translationaler Ausrichtung. Aus dem Institut heraus wird unter anderem das FOCIS-Center of Excellence Berlin geleitet, das den klinisch-immunologischen Schwerpunkt in Berlin vernetzt. Die zentralen Themen des Institutes sind Immundefekte bei Erwachsenen, Immunveränderungen intensivmedizinischer Patienten, chronisch-entzündliche Erkrankungen, Transplantationsimmunologie, Entwicklung von Zelltherapien, sowie – als technologische Plattformen – molekulare Bibliotheken und Immunmonitoring. Die interdisziplinäre Gruppe Immunologie/Dermatologie erlaubt eine intensive Translationale Forschung zu chronisch-entzündlichen Hauterkrankungen. Es besteht zudem eine enge Verbindung der Forschungsinhalte und Technologien zum Forschungsschwerpunkt Regenerative Therapien (Berlin-Brandenburg Centrum für Regenerative Therapien - BCRT) und dem neu gegründeten Berlin Center for Advanced Therapies (BECAT). Weitere Brücken schlägt eine Arbeitsgruppe, die sich mit Mechanismen der chronischen Inflammation des Zentralnervensystems befasst, hier besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem ECRC und dem Forschungsschwerprunkt NeuroCure.
                            Ein Schwerpunkt im Bereich der Infektiologie ist die Suche nach neuartigen antimikrobiellen Substanzen, basierend auf natürlichen antimikrobiellen Proteinen. Systemmedizinisches Herangehen und das Etablieren personalisierter Behandlungsstrategien (Präzisionsimmuntherapie) spielen bei fast allen Projekten eine entscheidende Rolle. Die gemeinsame Core Unit „Immunocheck“ des Instituts für Medizinische Immunologie und des BCRT mit den Bereichen Biomarkerentwicklung und dem akkreditierten FDA/EMA-kompatiblen Immunologischen Studienlabor adressiert diese Punkte und verfügt über ausgewiesene Expertise in Entwicklung, Validierung und Durchführung sowohl akademischer Multicenterstudien als auch industrieunterstützter Phase I-III Studien.


                            Good guys – bad guys: Pathogene, Infektionsimmunologie und Mikrobiota

                            Wissenschaftler des Instituts für Mikrobiologie am Campus Benjamin Franklin und am Deutschen Rheuma-Forschungszentrum (Labor: Entwicklung des Immunsystems) befassen sich mit der grundlegenden Frage, wie sich multizelluläre Organismen gegen Infektionen schützen. Im Fokus des Interesses steht die Entwicklung des evolutionär alten, angeborenen Immunsystems und die Rolle der Mikrobiota für Immunsystem-Fitness. In den letzten Jahren hat die Forschung des Instituts neue Paradigmen für eine Rolle des Immunsystems bei Regenerationsvorgängen des Epithels und bei der Organhomöostase zu Tage gefördert. Solche neuen Einsichten haben unser Denken über die Rolle des Immunsystems verändert und neue Wege für die Prävention und Therapie von Infektionen und entzündlichen Erkrankungen aufgezeigt. Die Forschung des Instituts wird unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, beispielsweise mit den Projekten SPP 1656 „Intestinal Microbiota“ und TR-SFB 156 „Haut als immunologisches Organ“, sowie das BMBF, in Form des Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionskrankheiten, gefördert. Mit dem Institutsdirektor ist zudem der Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) „Nutrimmune“ an der Charité angesiedelt, ebenso die Sprecherschaft des DFG Schwerpunktprogramms 1937 „Innate Lymphoid Cells“. 


                            Klinische und experimentelle Hämatologie und Onkologie

                            Die Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie vereint die klinische Versorgung hämatologischer und onkologischer Patienten mit entsprechenden Studienaktivitäten und der Kernkompetenz in der experimentellen Krebsforschung und Tumorimmunologie. Patienten mit bösartigen Erkrankungen des Immunsystems (z.B. Lymphome, Leukämien, Multiplen Myelom) werden diagnostisch vor und im Laufe der Therapie überwacht um über das longitudinale Monitoring Therapie-induzierte Veränderungen im Immunsystem, im Tumor und an deren Schnittstellen zu erkennen und Mechanismen sekundärer Immundefekte aufzudecken. Somit ist es unser Ziel neue Stratifizierungsmarker und Prognoseparameter sowie neue Zielstrukturen für erfolgsversprechende Kombinationstherapien zu identifizieren. Im Rahmen des transregionalen Sonderforschungsbereichs SFB-TR36 arbeiten wir an der Optimierung und Translation der adoptiven Zelltherapie mit Tumor-gerichteten T-Zellen. Eine erste klinische Studie mit MAGE-A1 spezifischen T-Zellen bei Patienten mit Multiplen Myelom befindet sich in der letzten Phase der Genehmigung. Weiterhin sind wir aktiv in klinischen Studien mit Virus-spezifischen T-Zellen nach hämatologischer Stammzelltransplantation und mit Peptid-beladenen dendritischen Zellen bei CML mit molekularer Resterkrankung.


                            Infektion und Lungenentzündungsforschung

                            Die Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie beherbergt den einzigen Lehrstuhl für Infektiologie in Deutschland. Ein besonderer wissenschaftlicher Schwerpunkt liegt in der Erforschung der Lungenentzündung (Pneumonie). Hier bündeln sich die Aktivitäten von zahlreichen Forscherinnen und Forschern verschiedener universitärer und außer-universitärer Einrichtungen sowie unserer klinisch tätigen Arztinnen und Ärzte. Die Pneumonie gehört zu den bedeutendsten Volkskrankheiten weltweit und ihre Sterblichkeit liegt seit Jahrzehnten unverändert bei über 10%. Eine wichtige Erkenntnis ist, dass der angeborenen Immunität der Lunge eine Schlüsselrolle für das Überleben der Erkrankung zuzukommen scheint. Deshalb widmen sich unsere grundlagenwissenschaftlichen Gruppen mit Unterstützung von DFG und BMBF geförderten nationalen Netzwerken und Konsortien (CAPNetz, PROGRESS, CAPSys, SFB-TR84) der systematischen Erforschung dieser schweren Erkrankung. Von molekularen Mechanismen der Pathogen-Lungeninteraktion, der Bedeutung von Immunzellen, bis hin zu innovativen Therapiekonzepten, adressieren wir die translationalen Prinzipien der Pneumonie. Diese konsequente Erforschung ermöglichte erstmalig eine systemmedizinische Betrachtung dieser Volkskrankheit und trug bereits wesentlich zur Erarbeitung der nationalen S3-Leitlinie zur ambulant erworbenen Pneumonie bei. Inhäusig entwickelte Therapiestrategien zum Lungenversagen (z.B. EMEA/OD/139/09) werden derzeit konsequent weiterverfolgt. 


                            Rheumatologie und Entzündungsforschung

                            Die Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Rheumatologie und Klinische Immunologie erforscht als EULAR-zertifiziertes „Center of Excellence“ chronisch-entzündliche Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises. Die Einrichtung gehört zu den weltweit führenden klinischen Forschungszentren für rheumatoide Arthritis, systemische Bindegewebserkrankungen, wie Lupus erythematodes, Sjögren-Syndrom und Sklerodermie, sowie Muskel- und Gefäßentzündungen. In enger Kooperation mit dem Deutschen Rheumaforschungszentrum Berlin (DRFZ) sowie weiteren außeruniversitären und universitären Eirichtungen werden Grundlagen für eine schnelle Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Diagnostik und Therapie dieser schwerwiegenden Autoimmunerkrankungen geschaffen. Zu den Schwerpunkten der klinischen und grundlagenorientierten Forschung zählen das autoreaktive immunologische Gedächtnis, das einen wichtigen Motor zur Aufrechterhaltung von chronischen Entzündungsprozessen und Autoimmunität darstellt, und die Regulation der Immunantwort, um beispielsweise durch Regeneration und Stärkung der physiologischen Immunantwort chronische Entzündungsprozesse zu unterbrechen. Die Wissenschaftler widmen sich ebenfalls Themen aus den Bereichen der Geweberegeneration, der Epidemiologie oder auch der Identifizierung von Biomarkern, die für die Prognose, Therapie-Entscheidung und Ansprechen bei rheumatischen Autoimmunerkrankungen eine wertvolle Hilfe darstellen. 


                            Institut für Tropenmedizin und internationale Gesundheit

                            Das Institut für Tropenmedizin und Internationale Gesundheit führt Forschungsprojekte mit Partnern v.a. in Afrika und Asien durch (z.Z. Ruanda, Uganda, Äthiopien, Sierra Leone, Ghana, Südafrika, Indien, Sri Lanka). Schwerpunkte sind dabei die (molekular-)epidemiologischen, therapeutischen und präventiven Aspekte von häufigen tropischen Infektionskrankheiten, v.a. von Malaria, intestinalen Helminthen und Protozoen, HIV/AIDS und Dengue. Weitere Aktivitäten berühren den Bereich von Public Health, z.B. post-Ebola geburtshilfliche Versorgung und reproduktive Gesundheit oder Krankenhaus-assoziierte Infektionen und Antibiotikaresistenzen sowie Community Medicine hinsichtlich Tuberkulose und HIV. Das Institut unterhält Klinikpartnerschaften in Ruanda, Uganda und Sierra Leone. Wir beteiligen uns zudem an internationalen Surveillance-Netzwerken zu importierten Infektionen bei Reiserückkehrern und Migranten (GeoSentinel), zu importierten Staphylokokken (StaphTrav), zu importierten Leishmaniosen (LeishMan) sowie an Studien zum Gesundheitszustand von Migranten inklusive der häufigen nicht-übertragbaren Erkrankungen, z.B. Diabetes.


                            Woher kommen neue Viren

                            Das Institut für Virologie am Campus Mitte befasst sich mit der Diversität und Evolution von Viren. Diese verfügen über besonders effiziente Übertragungswege und können deshalb globale Epidemien (Pandemien) auslösen. Ausbrüche von SARS, MERS, Vogel- und Schweinegrippe, Ebola und Zika-Infektion haben dies in jüngster Zeit verdeutlicht. Die meisten Virusepidemien beginnen als zoonotische Erkrankung und sind deshalb im Tier-Reservoir zu erkennen und zu bekämpfen. Im Sinne des OneHealth hilft unsere Grundlagenforschung daher, internationalen Gesundheitsbehörden wie der WHO, Krankheitsausbrüche einzudämmen und erweitert die Möglichkeiten der modernen Hochleistungsmedizin, auch die seltensten Krankheitserreger zu erkennen. Als Teil des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung und weiteren Verbünden (SPP1596, COMPARE, PREPARE, RAPID) widmen wir uns der Erforschung ökologischer und molekularer Wirtsbarrieren im Entstehungsprozess von neuartigen Viruserkrankungen, koordinieren Programme zum Virusnachweis, der Gefährlichkeit von Viren oder der Verbesserung der Reaktionsbereitschaft für den Epidemiefall. Im EU-Projekt ZikAlliance befassen wir uns mit der Zika-Epidemie und ihren Auswirkungen in Süd- und Mittelamerika. Das Institut ist mit mehreren Projekten im Afrikaprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft vertreten (Ghana, Elfenbeinküste und Kenya) und beherbergt eine BMBF-Nachwuchsgruppe zum Thema Evolution und Ökologie von insektenübertragenen Viren (Uganda).