Experimentelle Modellierung und Validierung der Pathophysiologie der Pneumonie

Leitung:

• Prof. Dr. Bernd Thomas Schmeck, Philipps-Universität Marburg, Institut für Lungenforschung
• Prof. Dr. Martin Witzenrath, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie

Beteiligt:

• Prof. Dr. Trinad Chakraborty und Dr. Hamid Hossain, Justus-Liebig-Universität Giessen, Institut für Medizinische Mikrobiologie
• Prof. Dr. Uwe Völker, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Abteilung für funktionelle Genomforschung
• Prof. Dr. Michael Bauer, Universitätsklinikum Jena, Klinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie
• PD Dr. Dr. Michael Kiehntopf, Universitätsklinikum Jena, Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik

In Teilprojekt 4 des CAPSyS Verbundes werden die Daten aus den klinischen Kohorten durch Daten aus zielorientierten Untersuchungen an experimentellen Modellen mit unterschiedlicher Skalierung (in vitro, ex vivo, in vivo) ergänzt. Zentrale Mechanismen der Pathogenese der Pneumonie können an Patienten nicht beobachtet werden, weil sie zeitlich vor der Diagnosestellung stattfinden oder hinsichtlich zeitlicher und räumlicher Auflösung bei Patienten nicht hinreichend erfassbar sind. Für die Erstellung und Validierung der mathematischen Modelle in den CAPSyS Teilprojekten 1 und 3 sind außerdem Manipulationen biologischer Signalwege notwendig, die bei Patienten nicht vorgenommen werden können. Dieses Teilprojekt wird diese Lücken schließen, indem zentrale Aspekte der Pathophysiologie der Pneumonie in hochstandardisierten, experimentellen Modellen in vitro, ex vivo und in vivo analysiert werden. Die experimentellen Modelle werden so entworfen, dass sie den Verlauf der Pneumonie oder spezifische Aspekte derselben abbilden (Abbildung 1). Initiale Experimente werden grundlegende Informationen für die mathematische Modellierung von Krankheitsmechanismen liefern. Weitere Experimente werden hypothesen-getrieben auf Signalwege und spezifische Pathogen- und Wirtsfaktoren fokussieren, für die eine besondere Bedeutung vermutet wird. Mit zunehmendem Fortschritt der mathematischen Modellierung in Teilprojekten 1 und 3 werden die experimentellen Untersuchungen darauf ausgerichtet, aus der Modellierung resultierende Fragen und Hypothesen zu untersuchen. Diese Vorgehensweise soll in einen iterativen Prozess münden.