Atemwegsinfektionsforschung Fraunhofer ITEM
Wir brauchen dringend neue Medikamente zur Behandlung von Atemwegsinfektionen.
Viren und Bakterien verändern sich permanent – und zwar sehr schnell – und das macht die Behandlung so schwierig.
Wir haben nur sehr wenige Arzneimittel gegen Viren. Und bei Bakterien sind Antibiotikaresistenzen ein wachsendes Problem.
Weltweit beschäftigen sich Forscher mit vielversprechenden neuen Ansätzen zur Behandlung von Atemwegsinfektionen.
Das Problem ist allerdings, dass es eine enorme Lücke zwischen dieser Forschung und der tatsächlichen Entwicklung von Medikamenten gibt.
Wir am Fraunhofer ITEM möchten dazu beitragen, lebensbedrohende Atemwegsinfekte zu bekämpfen
mit unserer Expertise in translationaler Forschung.
Mit neuen Krankheitsmodellen, die besser abbilden, was in der Lunge der Patienten geschieht,
wollen wir die Lücke in der Entwicklung neuer Antiinfektiva schließen.
Wir verfügen über die einzigartige Möglichkeit, direkt mit menschlichem Lungengewebe von operierten Patienten
zu arbeiten und daraus lebende Lungenschnitte zu gewinnen, die wir im Labor kultivieren.
Diese “Mini-Lungenstücke” nutzen wir, um Infektionen nachzubilden, die Interaktion der Erreger mit dem menschlichen Gewebe
zu untersuchen und die Wirksamkeit neuer Medikamente zu prüfen.
Beispielsweise verwenden wir solche Schnitte in unserem neuen internationalen Konsortium iCAIR®,
in dem wir mit Experten der Medizinischen Hochschule Hannover und des australischen Institute for Glycomics zusammenarbeiten.
Wir bringen unser fundiertes Know-how in der Target-Identifizierung, in Inhibitor-Design und Pharmakologie zusammen,
um neue Therapien gegen Erreger von Atemwegsinfekten wie Influenza zu erforschen.
Dazu infizieren wir die Schnitte mit dem Influenzavirus, behandeln sie mit verschiedenen Dosierungen neuer antiviraler Wirkstoffe
und prüfen dann, wie gut die neuen Arzneistoffe gegen die Infektion wirken. Wir untersuchen, wie sich das Virus
im Gewebe vermehrt und wie sich das auf die Vitalität des Gewebes und die Immunantwort des Wirtes auswirkt.
Auf diese Weise können wir neue Wirkstoffe charakterisieren und die geeignetsten Kandidaten auswählen,
bevor diese in Proof-of-Concept-Studien in vivo weiter getestet werden.
Unser besonderes Interesse gilt Bakterien, die sich an den Wirt anpassen können und dadurch chronische Infektionen hervorrufen,
wie etwa Pseudomonas aeruginosa. Dieses Bakterium ist für gesunde Menschen relativ harmlos,
stellt aber für Patienten mit bestimmten Lungenerkrankungen ein riesiges Problem dar.
Oft wachsen diese Bakterien auch als Biofilm, eine Art Schleimschicht, die als Schutzschild dient.
In einem solchen Biofilm können sich die Bakterien vor dem Immunsystem regelrecht verstecken
und sind dort für die meisten Antibiotika nicht mehr angreifbar.
Mithilfe unserer Lungenschnitte untersuchen wir, wie sich die Bakterien an die Lunge des Wirtes anpassen.
Die Aufdeckung dieser Mechanismen ist der Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente gegen chronische Infektionen.
Zur wirksamen Behandlung von Lungeninfektion ist es am besten, das Medikament lokal durch Inhalation anzuwenden,
da es so direkt dorthin gelangt, wo die Erreger sitzen, nämlich in die Lunge.
Die Wirkung inhalierter Stoffe auf das Gewebe zu prüfen ist eine etwas größere Herausforderung.
Deswegen haben wir speziell für diesen Zweck ein Gerät erfunden.
Mit dem Fraunhofer-patentierten P.R.I.T.® ExpoCube® können Zellen oder Gewebe effizient und kontrolliert
gegenüber Aerosolen oder inhalierbaren Atmosphären exponiert werden.
Zurzeit etablieren wir dieses hochmoderne Gerät als neues Prüfsystem für inhalierbare Antibiotika.
Damit möchten wir die Zahl der Tierversuche in der Infektionsforschung verringern.
Ein therapeutischer Ansatz, dem aktuell wieder vermehrtes Interesse entgegengebracht wird, ist die Phagentherapie.
Bakteriophagen sind winzige Viren, die Bakterien infizieren, und zwar nur die Bakterien, nicht den Wirt.
Sie sind daher eine vielversprechende natürlich Waffe gegen multiresistente Bakterien.
Wir arbeiten an dem Projekt Phage4Cure mit, in dem eine inhalative Phagentherapie gegen
das Bakterium Pseudomonas aeruginosa entwickelt werden soll. Unsere Aufgabe in diesem Projekt ist es, zu prüfen,
ob die Phagen nach dem Vernebelungsprozess wirklich noch aktiv sind und das Bakterium abtöten.