Beteiligte Institute und Kliniken

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 dermatologischen 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 Mechanismen von chronisch-entzündlichen Dermatosen, Autoimmunerkrankungen und allergischen Reaktionen.

Der Aufklärung von Mechanismen chronisch-entzündlicher Hauterkrankungen, die zu den häufigsten immunvermittelten Erkrankungen überhaupt gehören, widmet sich das "Psoriasis Forschungs- und BehandlungsCentrum" (Dr. med. Robert Sabat, Dr. rer. nat. Kerstin Wolk), ein interdisziplinär zwischen der Hautklinik und dem Institut für Medizinische Immunologie aufgestellter Bereich. Die enge Verzahnung von exzellenter Grundlagenforschung, in-vivo-Forschung, klinischer Forschung und Patientenversorgung im Centrum erlaubt ein hohes Maß an Synergie und breite, translationale Forschungsansätze. So werden unter Einbeziehung von isolierten Zellen, Gewebemodellen sowie Gewebeproben und Ex-vivo-Kulturen der Haut der Patienten die Schlüsselmediatoren der chronisch entzündlichen Prozesse identifiziert, deren Effekte aufgeklärt und darauf basierende Therapieansätze formuliert und geprüft. Der Fokus des Centrums liegt auf den Modellerkrankungen Psoriasis, einer T-Zell-vermittelten Dermatose, und der Hidradenitis suppurativa, einer durch das angeborene Immunsystem induzierte Erkrankung. Hier aufgedeckte mechanistische Prinzipien werden gemeinsam mit klinikinternen (Prof. Dr. med. Ulrike Blume-Peytavi, PD Dr. med. Annika Vogt) sowie verschiedenen externen universitären und außeruniversitären Einrichtungen bei weiteren chronisch entzündlichen Erkrankungen adressiert. Einen internationalen Ruf hat sich das Centrum bezüglich der Rolle neuer Zytokine wie IL-22, IL-19, IL-24 und IL-29 erarbeitet, welche einerseits Infektionsabwehr- und Regenerationsmechanismen zu steigern vermögen und anderseits pathogenetisch agieren können. Vorhaben zur Identifizierung von Biomarkern für spezifische immunologische Kaskaden stellen einen weiteren Fokus des Centrums dar und tragen dem wachsenden Wunsch nach Stratifizierung der Patienten Rechnung. Das Centrum ist an internationale Netzwerken wie International Psoriasis Council und "European Hidradenitis suppurativa Foundation" sowie an BMBF-geförderten Verbundprojekten (eKid) und der Initiation von SFB-Vorhaben (ImmuneAging, Renoprotection) beteiligt.

Die Mechanismen von Autoimmunerkrankungen der Haut werden durch die Arbeitsgruppe Immunmodulation der Haut (Prof. Dr. med. M. Worm, PD Dr. med. Guido Heine) erforscht. Es werden B-und T-Zellantworten allgemein und antigenspezifisch bei autoimmunen und allergischen Erkrankungen untersucht. Hierbei werden u.a. tierexperimentelle Modelle eingesetzt mit dem Ziel, grundliegende Mechanismen zu beweisen. Adhoc translational werden Patienten mit definierten immunologischen Dysbalancen zellbiologisch und klinisch analysiert. Hierzu werden vor allem Haut- und Blutzellen phänotypisch und funktionell charakterisiert. Ziel ist es, neue diagnostische und therapeutische Ansätze für Patienten mit Autoimmun- und allergischen Erkrankungen der Haut zu identifizieren und in die klinische Praxis zu führen. Im Rahmen des TRR130 beschäftigt sich die AG mit dem Einfluss von Vitamin A und D auf die B-Zell-Differenzierung. Die AG ist eine Liaisongruppe der Hautklinik mit dem DRFZ und arbeitet mit anderen Wissenschaftlern gemeinsam in dem Leibniz Campus Projekt chronische Entzündung.

Mit den Mechanismen der allergischen Reaktionen befasst sich die Arbeitsgruppe "dermatologische Allergologie" (Prof. Dr. med. Marcus Maurer, Prof. Dr. med. Martin Metz, Prof. Dr. med. Markus Magerl). Ein besonderer Fokus liegt auf der Biologie der Mastzelle. Neben der Entwicklung und Durchführung von klinischen Studien bei Patienten mit Mastzell-vermittelten Erkrankungen wie der Urtikaria und der Mastozytose, liegt hierbei ein besonderer Schwerpunkt auf der Charakterisierung der pathologischen Relevanz von autoreaktivem IgE. Mitarbeiter der AG "dermatologische Allergologie" sind u.a. aktiv 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. In enger Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen des Bereichs Cancer am MDC und mit Klinikern der Hämatologie und (pädiatrischen) Onkologie der Charité untersuchen wir das Zusammenspiel von Krebserkrankungen und dem Immunsystem. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Untersuchung und dem therapeutischen Einsatz von T-Lymphozyten, die eine zentrale Rolle bei der  Immuntherapie von Krebserkrankungen spielen.  

Warum beforschen wir Tumorimmunologie und Immuntherapie?

Laut Weltkrebsbericht der WHO wird die Anzahl der Krebserkrankungen in den kommenden Jahren stark ansteigen. Da klassische Behandlungsmethoden wie die operative Entfernung des Tumors, Chemo- und Strahlentherapie bei aggressiven Tumoren häufig nicht zur Heilung führen und starke Nebenwirkungen hervorrufen, wird seit Jahren an einer neuen Therapie, der Immuntherapie, geforscht. Bei einigen Krebserkrankungen, z.B. der akuten lymphatischen Leukämie und dem malignen Melanom, können Immuntherapien inzwischen erste Erfolge aufweisen. Allerdings zeigen klinische Studien auch, dass weitere grundlegende Studien in präklinischen Modellen notwendig sind, bevor diese Therapieoptionen routinemäßig in der Klinik eingesetzt werden können. Wir verstehen bisher noch nicht ausreichend warum einige Patienten sehr gut auf Immuntherapie ansprechen, zum Teil sogar geheilt werden, während andere schlecht oder gar nicht darauf ansprechen. Um die Immuntherapie von Krebserkrankungen im Allgemeinen und insbesondere die von uns beforschte adoptive T-Zelltherapie zu verbessern und so noch mehr Patienten als bisher helfen zu können, müssen wir die Wirkmechanismen aufklären und verstehen welche Parameter über den Erfolg der Therapie entscheiden bzw. wie die Therapie verbessert werden kann.

In dem am Institut für Immunologie beheimateten transregionalen Sonderforschungsbereich SFB-TR36 werden seit 2006 die grundlegenden Prinzipien und die klinischen Anwendungen der T-Zelltherapie erforscht. Dabei wurden experimentelle Systeme etabliert, um hocheffektive T-Zellen gegen Tumorantigene zu generieren und die Bedingungen für einen optimalen Transfer in Patienten definiert. Anfang 2018 wird die erste, u.a. durch das BMBF gefördert, klinische Studie einer T-Zell-Rezeptor-Gentherapie zur Behandlung von Krebs in Deutschland beginnen. Im Graduiertenkolleg des SFB-TR36 bilden wir die nächste Generation von Naturwissenschaftlern und Medizinern aus, die die Immuntherapie weiterentwickeln werden. Gemeinsam mit dem am Institut für Immunologie beheimateten Einstein Visiting Fellow Hans Schreiber von der University of Chicago erforschen wir mit Hilfe verschiedener Förderprogramme (BIH, DKTK und Deutsche Krebshilfe) eine sehr vielversprechende, aber technisch komplexe Form der T-Zell-Therapie. Hierbei sollen Tumore hochspezifisch durch einen gezielten Angriff auf patientenspezifische Mutationen, sogenannte Neoantigene, mit TCR-genmodifizierten T-Zellen behandelt 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. 

Infektion, Immunität und Lungenentzündung

Die Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie beherbergt den einzigen deutschen Lehrstuhl für Infektiologie. Als DGI-zertifiziertes Zentrum für Infektiologie und Behandlungszentrum für hochkontagiöse Erkrankungen sowie als Beatmungs- und Intensivmedizinisches Zentrum ist sie in Zusammenarbeit mit weiteren Fachdisziplinen ein Garant Patientinnen und Patienten der Charité die modernsten Erkenntnisse im klinischen Alltag zu Gute kommen zu lassen. Der besondere wissenschaftliche Schwerpunkt der Klinik 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. 

Warum Erforschung der Lungenentzündung?

Diese schwere Erkrankung gehört zu den bedeutendsten Volkskrankheiten weltweit und führt in Deutschland vergleichsweise genauso häufig zu einer Krankenhausaufnahme wie beispielsweise ein Herzinfarkt oder der Schlaganfall. Trotz des Einsatzes von Antibiotika und intensivmedizinischer Therapie liegt ihre Sterblichkeit seit Jahrzehnten unverändert bei über 10%. Eine wichtige Erkenntnis ist, dass der angeborenen Immunität der Lunge eine Schlüsselrolle für das Überleben der Erkrankung zukommt. Mit Unterstützung von DFG und BMBF geförderten nationalen Netzwerken und Konsortien widmen wir uns demnach der systematischen Erforschung dieser Volkskrankheit.

Das Kompetenznetzwerk "Ambulant erworbene Pneumonie" (CAPNETZ), verfügt über die weltweit größte Datenbank dieser Infektionserkrankung. Dabei erfolgte in wegweisender Manier die konsequente Verknüpfung von Patientenproben mit klinischen Daten. Darauf aufbauend konnte unter Einbindung des Kompetenznetzes SepNet sowie des nationalen Gentomforschungsnetzes "Infektion und Entzündung" das weiterführende Kompetenznetz PROGRESS etabliert werden. Dort steht die Ermittlung der Determinanten des Übergangs von unkomplizierter ambulant erworbener Pneumonie (uCAP) zu schwerer CAP (sCAP) bis hin zu CAP, die zum septischen Schock führt (ssCAP) im Mittelpunkt. PROGRESS  verknüpft mit Daten aus DNA-, RNA- und Proteinprofilen grundlegende molekulare Krankheitscharakteristika mit klinischen Aspekten der Infektion, sodass die Identifizierung von neuen Biomarkern und Signaturen ("Fingerabdrücke") möglich wird. Diese entstehende Komplexität kann nur mit Hilfe innovativer methodischer Forschungsansätze zur Auswertung kommen. Folgerichtig nehmen wir im Netzwerk CAPSyS die bio-mathematische Modellierung dieser Erkrankung vor.

Neben der patientennahen Versorgungs- und Biomarkerforschung steht im Rahmen des transregionalen Sonderforschungsbereichs SFB-TR84 die Analyse von Grundlagen der angeborenen Immunität der Lunge im Fokus. Von molekularen Mechanismen der Pathogen-Lungeninteraktion, der Bedeutung von Immunzellen, bis hin zu innovativen Therapiekonzepten, werden hier translationale Prinzipien der Pneumonie adressiert. Neuartige Zugangswege unter Einbeziehung menschlichen Lungengewebes und modernster Bildgebung tragen dabei zur Entwicklung dreidimensionaler Krankheitsmodelle und zur Vermeidung von Tierversuchen bei. Diese Modelle erlauben uns wiederum, in Zusammenarbeit mit dem Institut für Virologie und dem Robert-Koch Institut, die rasche Risikoeinschätzung für neuauftretende Viren, wie MERS-Corona oder Influenza, zu evaluieren. In dieser Ausrichtung liegt auch das neue landesweite BMBF-Forschungsnetz "Risk assessment in pre-pandemic respiratory infectious diseases" (RAPID).

Diese konsequente Erforschung ermöglicht 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 die rheumatoide Arthritis, systemische Bindegewebserkrankungen (Lupus erythematodes, Sjögren-Syndrom, Sklerodermie, Muskelentzündungen) und Gefäßentzündungen (ANCA-assoziierte Vaskulitiden, Riesenzellvaskulitis, Takayasu-Arteriitis). In enger Kooperation mit dem Deutschen Rheumaforschungszentrum Berlin (DRFZ) sowie weiteren außeruniversitären und universitären Eirichtungen werden Grundlagen für die rasche Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Diagnostik und Therapie dieser schwerwiegenden Autoimmunerkrankungen geschaffen.

Schwerpunkte der klinischen und Grundlagen-Forschung sind:

Das autoreaktive immunologische Gedächtnis, das einen wichtiger Motor zur Aufrechterhaltung von chronischen Entzündungsprozessen und Autoimmunität darstellt. Seine Eliminierung ist ein Schritt in Richtung Heilung von schweren Autoimmunerkrankungen, was die Ergebnisse der autologen Stammzelltransplantation belegen. Darauf aufbauend entwickeln wir gegenwärtigen Therapien, die sehr gezielt nur die Zellen des autoreaktiven Gedächtnisses angreifen, die die Erkrankung unterhalten, z.B. Plasmazellen, die für die Produktion von Autoantikörpern verantwortlich sind. 

Die Regulation der Immunantwort, um durch Regeneration und Stärkung der physiologischen Immunantwort chronische Entzündungsprozesse zu unterbrechen. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass neben den T- und B-Lymphozyten auch Plasmazellen regulatorisch die Immunantwort beeinflussen können. Durch Stimulierung von regulatorischen T-Zellen mit Hilfe des Botenstoffes Interleukin-2 konnten wir in einer ersten klinischen Studie eine Wirksamkeit dieses therapeutischen Ansatzes bei Patienten mit einem Lupus belegen.

Regulatorische T-Zellen gezielt auf die entzündeten Gewebe zu lenken, um eine selektive Unterdrückung der pathologischen Immunreaktion zu erreichen. Wir konnten kürzlich eine Methode entwickeln, die es erstmals erlaubt die regultorischen T-Zellen aufzuspüren, die spezifische Zielstrukturen (Antigene) im entzündeten Gewebe erkennen. Neben Autoimmunkrankheiten wollen wir untersuchen, ob sich auch Allergien oder chronische Darmentzündungen mit solchen spezifischen Treg therapieren lassen.

Die Identifizierung von Biomarkern, die für die Prognose, Therapie-Entscheidung und -Ansprechen bei rheumatischen Autoimmunerkrankungen eine wertvolle Hilfe darstellen. Hierfür werden Genexpressionsanalysen und durchflusszytometrische Analysen von Leukozyten-Subpopulationen eingesetzt, um neue Biomarker zu identifizieren.  Die Siglec1-Expression auf Monozyten als Ausdruck einer erhöhten Typ-1 Interferon-Aktivität hat bereits Eingang in die hoch-spezialisierte Diagnostik bei Patienten mit einem Lupus gefunden.

Geweberegeneration. Basierend auf den Erfahrungen mit mesenchymalen Geweben und der 3D-Zellkultur liegt der Fokus hier bei der Entwicklung von Verfahren, die zerstörten Gewebe durch in vitro gezüchtete Ersatzgewebe, z.B. für Knorpel, Bandscheibe, Sehnen, Knochen und Herzmuskel zu regenerieren. 

Die Glucocorticoid-induzierte Osteoporose. Glucocorticoide werden immer noch sehr häufig in der Therapie chronisch-entzündlicher rheumatischer Erkrankungen eingesetzt. Die vorliegenden Daten zu Häufigkeit und Schwere der Glcucocorticoid-induzierten Osteoporose sind jedoch lückenhaft. In einer prospektiven Datenbank werden wir deshalb Krankheits- und Knochen-spezifische Daten von Patienten mit einer chronisch entzündlichen Erkrankung erfassen.

Epidemiologische Studien. Die Epidemiologie am DRFZ erfasst die in Deutschland mit einem Biologikum behandelten Rheumapatienten in dem RABBIT-Register. Die Daten zeigen eine deutliche Verbesserung der Behandlungssituation von Patienten mit einer rheumatoiden Arthritis im Verlauf der letzten 20 Jahre mit einem dramatischen Abfall der durchschnittlichen Krankheitsaktivität und Arbeitsunfähigkeit. Kinder mit einer juvenilen Arthritis haben heutzutage dieselbe Lebensqualität wie gesunde Kinder. 

In der Studienabteilung der Klinik werden zahlreiche Phase I bis IV Studien mit innovativen Therapeutika bei rheumatischen Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis, Spondylarthritiden, systemischer Lupus erythematodes, systemische Sklerose, Sjögren-Syndrom, adulter Morbus Still, Arthrose und Osteoporose durchgeführt. Diese Studien tragen langfristig zur Entwicklung neuer noch wirksamerer und verträglicher Medikamente in der Rheumatologie bei. 

Fortschritte bei der Erforschung der Grundlagen rheumatischer Erkrankungen und der Entwicklung innovativer Therapieansätze sind eng mit einer ausreichenden Forschungsförderung verknüpft. Die Klinik erhält u.a. eine Förderung im Rahmen von Verbundprojekten der DFG  (Transregio 130 "B-Zellen in Immunität und Autoimmunität), des BMBF (Arthromark, InfectControl 2020: ART4Fun & DIAT) und der EU (IMI-Projekte PRECISESADS und BTcure).

TRR130

preciseads

btcure

arthrfmark

Art4fun

DRFZ

Tropenmedizinische Forschung

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. Unsere Grundlagenforschung hilft internationalen Gesundheitsbehörden wie der WHO, Krankheitsausbrüche einzudämmen und erweitert die Möglichkeiten der modernen Hochleistungsmedizin, auch die seltensten Krankheitserreger zu erkennen. Durch die organisatorische Verzahnung mit der Fachabteilung Virologie bei Labor Berlin fließen diese Erkenntnisse direkt in den Diagnostikbetrieb des größten deutschen universitären Dienstleisters für Virusdiagnostik ein.

Neuartige Viruserkrankungen (Emerging Infections) und Epidemien werden die globalisierte Gesellschaft in den kommenden Jahrzehnten vor große Herausforderungen stellen. Vermehrte Reise- und Handelsverbindungen sowie wirtschaftliche und gesellschaftliche Umwälzungen in vielen Ländern der Erde führen dazu, dass der Mensch in vermehrten Kontakt mit Krankheitserregern kommt. Viren 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. Besonderes Augenmerk gilt Viren, die über die Luft übertragen werden oder spezielle Verbreitungswege wie z.B. Stechmücken nutzen können. Die meisten Virusepidemien beginnen als zoonotische Erkrankung und sind deshalb im Tier-Reservoir zu erkennen und zu bekämpfen. Die Überschneidung von Bedarfs- und Betätigungsfeldern mit der Veterinärmedizin wird im OneHealth Konzept gebündelt. 

Das Institut koordiniert bedeutende Forschungsverbünde und Projekte zu diesen Themenkomplexen. Das Schwerpunktprogramm 1596 der DFG widmet sich der Grundlagenforschung zu ökologischen und molekularen Wirtsbarrieren im Entstehungsprozess von neuartigen Viruserkrankungen. Der BMBF-Forschungsverbund RAPID befasst sich mit der Entwicklung von Bewertungsmodellen für die Gefährlichkeit von neuartigen zoonotischen Viren wie beispielsweise des MERS-Erregers. Der RAPID-Verbund ist Teil des Nationalen Forschungsnetzes Zoonotische Infektionen, dessen Sprecher der Leiter unseres Instituts ist. Wir sind Teil des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und koordinieren dort das Projektprogramm zum Virusnachweis für den Epidemiefall. Eine der drei Geschäftsstellen der Nationalen Forschungsplattform Zoonosen ist am Institut angesiedelt. Wir sind Mitglied im Europäischen Forschungsverbund COMPARE, der sich mit der infektionsmedizinischen Ausnutzung neuer Sequenziertechniken befasst, sowie im Verbund PREPARE – ein klinisches Studiennetzwerk zur Verbesserung der Reaktionsbereitschaft auf Virusausbrüche. Wir sind Gründungsmitglied des Europäischen Virusarchivs (EVAg) – einer EU-Infrastruktur, die einzigartige Forschungsmaterialien für die Virologie, Diagnostik- und Impfstoffherstellung verfügbar macht.

Essentiell für das Institut ist die Arbeit in tropischen Ländern. Im EU-Projekt ZikAlliance befassen wir uns mit der Zika-Epidemie und ihren Auswirkungen in Süd- und Mittelamerika. Im DFG-Schwerpunktprogramm liegt führen wir umfangreiche Feldarbeiten in Panama durch. Das Institut ist mit mehreren Projekten im Afrikaprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft vertreten (Projekte in Ghana, Elfenbeinküste und Kenya) und beherbergt eine BMBF-Nachwuchsgruppe zum Thema Evolution und Ökologie von insektenübertragenen Viren, die Feldarbeit in Uganda durchführt.