Das Zentrum für Innovationskompetenz

Die Sepsis („Blutvergiftung“) ist eine lebensbedrohliche Infektion des gesamten Organismus. Sie kommt immer häufiger vor, erfasst Menschen jeden Lebensalters und ist mit einer hohen Sterblichkeit (bei schwerer Sepsis über 50 Prozent) verbunden. Sepsis gefährdet so den medizinischen Fortschritt in vielen Bereichen der Hochleistungsmedizin und verbraucht einen Großteil der Ressourcen im Gesundheitswesen. Ungeachtet dessen gab es in den vergangenen Jahren kaum entscheidende Fortschritte bei Diagnostik und Therapie der Sepsis. Die letzten beiden Innovationssprünge nach Einführung der Blutkultur (ca. 1880) waren der Beginn der therapeutischen Nutzung von Antibiotika vor über 60 Jahren sowie der Intensivmedizin vor etwa 50 Jahren.

Weltweit besteht ein hoher Bedarf an neuen Produkten zur Diagnose und Therapie der Sepsis, denn maßgeblich für das Überleben eines an Sepsis erkrankten Patienten sind das frühzeitige Erkennen der Krankheit, die Identifizierung des Erregers sowie eine schnell anlaufende und individuelle Therapie. Voraussetzung für wesentliche Innovationen ist ein besseres molekulares Verständnis der Sepsis, das die für die Krankheit wesentlichen Aspekte Prädisposition, Infektion, Immunantwort (response) und Organdysfunktion (PIRO-Konzept) umfasst. Das ZIK SEPTOMICS als gemeinsame Initiative der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des Universitätsklinikums Jena und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V. – Hans-Knöll-Institut – widmet sich der Erforschung septischer Infektionen unter Berücksichtigung der Schwerpunkte des PIRO-Konzepts.

Die Ziele

In Deutschland erkranken jährlich rund 150.000 Menschen jeden Alters an der Sepsis, ungefähr 60.000 Patienten sterben. Damit ist Sepsis die dritthäufigste Todesursache hierzulande, auf Intensivstationen sogar die häufigste. Die direkten Kosten der Krankheit belaufen sich mit 1,7 Milliarden Euro jährlich auf rund ein Drittel des gesamten intensivmedizinischen Budgets, die indirekten Folgekosten durch Arbeitsausfälle, vorzeitige Verrentung o.ä. sind noch um ein Vielfaches höher (Quelle: SepNet, Kompetenznetz Sepsis des BMBF).

Das ZIK SEPTOMICS will mit einem translationalen Forschungsansatz einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, ein ganzheitliches Bild der Sepsis zu erlangen, um im klinischen Alltag eine schnelle, differenzierte Diagnose zu gewährleisten und darauf aufbauend eine spezifische, individualisierte Therapie einzuleiten, um aber auch spezielle Risiken besser abschätzen und ihnen vorbeugen zu können.

Die thematischen Schwerpunkte

Translationale Forschung bringt Grundlagenforscher und Ärzte näher zusammen. Wissenschaftliche Ergebnisse sollen so möglichst rasch in die klinische Praxis übertragen werden und neue Diagnose- und Therapieansätze ermöglichen. Umgekehrt sollen auch Erkenntnisse aus der klinischen Forschung als Anregungen für neue Forschungsansätze dienen.

Das ZIK SEPTOMICS bietet mit einem solchen translationalen Ansatz eine völlig neuartige Struktur in der Sepsisforschung: interdisziplinär und komplementär angelegte Grundlagenforschung zum Erreger (fungal septomics) und zur Wirtsantwort (host septomics) ist eng verknüpft mit klinischer Expertise (clinical septomics) und einer leistungsfähigen Bioinformatik. Übergeordnet ist dabei das Prinzip der Theragnostik – die Integration von Diagnose und Therapie.

Nachwuchsforschungsgruppe „Host Fungal Interfaces“

Die Nachwuchsforschungsgruppe „Host-Fungal Interfaces“ untersucht die Mechanismen der Biofilmbildung durch den humanpathogenen Hefepilz Candida spp. und deren Persistenz. Biofilme sind oberflächenassoziierte mikrobielle Konsortien, die in einer extrazellulären Matrix eingeschlossen und hochresistent gegenüber einer antibiotischen Behandlung sind. Candida-Spezies sind regelmäßig in solchen Biofilmen zu finden. Candida-dominierte Biofilme sind inzwischen der dritthäufigste Auslöser von Katheter-assoziierten Infektionen.
Insbesondere wird bei „Host Fungal Interfaces“ die pH-Modulation durch Candida spp. als Reaktion auf metabolische Veränderungen und deren Einfluss auf die Biofilmbildung untersucht.

Nachwuchsforschungsgruppe „Translational Septomics“

In der Nachwuchsforschungsgruppe „Translational Septomics“ arbeiten ÄrztInnen und NaturwissenschaftlerInnen gemeinsam an der Entwicklung von neuen diagnostischen und therapeutischen Ansätzen mit dem Ziel, die Langzeitergebnisse für Sepsis-Patienten zu verbessern. In einer umfangreichen klinischen Studie werden Patienten von der Aufnahme auf der Intensivstation bis zu einem Jahr nach Entlassung untersucht. Parallel werden im Labor molekulare Analysen durchgeführt und pharmakologische Interventionsstrategien in Modellsystemen für Infektionserkrankungen getestet. Im Hauptfokus steht die Erforschung der Bedeutung des kardiovaskulären Systems sowie biologisch aktiver Lipidmediatoren für die Sepsis.

Beide Nachwuchsforschungsgruppen arbeiten mit einem systembiologischen Forschungsansatz, d.h. sie versuchen, die Komplexität der untersuchten Prozesse und Strukturen von der molekularen Ebene hin zur Ebene des Gesamtorganismus zu erfassen und in quantitativen Modellen abzubilden.

Forschungsgruppe „Fungal Septomics“

Die Arbeitsgruppe „Fungal Septomics“ widmet sich schwerpunktmäßig den systemischen Pilzinfektionen. Die Inzidenz der Pilzsepsis hat in den letzten Jahrzehnten dramatisch zugenommen und die entsprechenden Infektionen weisen eine deutlich erhöhte Letalität auf. Bei „Fungal Septomics“ wird anhand der wichtigsten humanpathogenen Pilze Candida spp. und Aspergillus fumigatus untersucht, unter welchen Bedingungen eine Pilzsepsis entstehen kann und wie das Immunsystem darauf reagiert. Darüber hinaus beherbergt die Gruppe das Nationale Referenzzentrum für Invasive Pilzinfektionen.

Forschungsgruppe „Host Septomics“

Die Arbeitsgruppe „Host Septomics” erforscht die Mechanismen der angeborenen Immunantwort des Wirtes auf mikrobiell-assoziierte Infektionen auf zellulärer und molekularer Ebene. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf akuten und chronischen Infektionen der Atemwege und der Lunge. Verschiedene Aspekte des komplexen Zusammenspieles zwischen den Erregern, des Mikrobioms und verschiedener Immunzellen werden dabei mit modernsten Methoden des Next Generation Sequencing, der Massenspektrometrie sowie der Molekularbiologie charakterisiert und analysiert. Die Forschungsarbeiten dienen dazu, neue klinische Parameter zur Diagnose bzw. Verlaufsbeobachtung pulmonaler Entzündungsreaktionen sowie neue therapeutische Strategien zu identifizieren.

Alle Arbeitsgruppen arbeiten mit einem systembiologischen Forschungsansatz, d. h. sie versuchen, die Komplexität der untersuchten Prozesse und Strukturen von der molekularen Ebene hin zur Ebene des Gesamtorganismus zu erfassen und in quantitativen Modellen abzubilden.

Die Partner

Das ZIK SEPTOMICS wird von folgenden Institutionen getragen:

• Friedrich-Schiller-Universität Jena
• Universitätsklinikum Jena
• Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V. – Hans-Knöll-Institut (HKI)

SEPTOMICS ist darüber hinaus vernetzt mit führenden nationalen und internationalen akademischen Forschergruppen, wissenschaftlichen Fachgesellschaften der ZIK-relevanten Fachgebiete sowie regionalen und internationalen Industrieunternehmen.

Kontakt

ZIK SEPTOMICS
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Albert-Einstein-Straße 10
07745 Jena

• Dr. Dr. Sina Coldewey, Leiterin „Translational Septomics“, Universitätsklinikum Jena
• Dr. Slavena Vylkova, Leiterin „Host Fungal Interfaces“, Friedrich-Schiller-Universität Jena & HKI
• Prof. Dr. Oliver Kurzai, Leiter „Fungal Septomics“, HKI
• Prof. Dr. Hortense Slevogt, Leiterin „Host Septomics“, Universitätsklinikum Jena

Koordination:
Dr. Ursula Frischmann und Dr. Katrin Haupt
Geschäftsstelle ZIK SEPTOMICS
Tel.: 03641-532 1374
Fax: 03641-532 2374
E-Mail: info[at]septomics.de
Internet: www.septomics.de


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