immunoImaging

Konkret untersuchen wir derzeit die Bedeutung von Plättchen-Leukozytenkomplexen oder den Zustand einer „Trained innate immunity“ für kardiovaskulärer Erkrankungen. Wir arbeiten auch an der Darstellung von thromboentzündlichen Prozessen über multispektrale ¹⁹F Bildgebung, oder dem Aufbau synthetischer Rezeptor/Liganden-Systemen für das gezielte Ansteuern von Zellen und dem aktiven Targeting von epikardialen Stromazellen und aktivierten kardialen Fibroblasten. Ferner entwickeln wir theranostischen Ansätzen, um gezielt den Heilungsprozess von geschädigtem Gewebe zu fördern und dies gleichzeitig zu visualisieren. Hierfür verwenden wir fluorierte Lipid-Nanopartikel (FNPs), die entsprechend funktionell modifiziert werden. Unten finden sie nähere Informationen zu den jeweiligen Forschungsthemen, zu Kooperationspartnern und Förderungen. 

OpenAI. (2026). KI-generierte Illustration zu Immunreaktionen, molekularer Bildgebung und kardiovaskulärer Theranostik (erstellt mit DALL·E).

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Leiter der Arbeitsgruppe: 

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Temme

Klinik für Anästhesiologie

Universitätsklinikum Düsseldorf

Gebäude 13.58, Ebene 00, Raum 14

Moorenstraße 5

40225 Düsseldorf

Tel.: +49 211 81 05100

Mail: sebastian.temme@med.uni-duesseldorf.de 

Anfragen für Abschlussarbeiten oder Forschungsprojekte:

Bewerbungen für Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten (naturwissenschaftlich und medizinisch) oder auch von interessierten Postdoktoranden sind jederzeit herzlich willkommen. 

Weiterführende Informationen zu den vielfältigen Einsatzbereichen und Möglichkeiten sowie Hintergrundinformationen zur Magnetresonanztomographie finden sie auf der Webseite der Abteilung für experimentelle kardiovaskuläre Bildgebung des Instituts für Molekulare Kardiologie (Prof. Dr. Ulrich Flögel): https://www.nmr.uni-duesseldorf.de/

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Aktuelle Forschungsprojekte:

Thromboentzündliche Prozesse:

Bei entzündlichen Vorgängen gibt es ein enges Zusammenspiel zwischen thrombotischen und immunologischen Prozessen. Dies erfolgt durch freigesetzte Botenstoffe oder auch durch direkten physikalischen Kontakt. Dies dient normalerweise dazu, eindringende Erreger effektiv zu bekämpfen und so den Gewebeschaden zu minimieren. Fällt diese Reaktion jedoch zu stark oder unkontrolliert aus, können erheblichen Gewebe- und Organschäden die Folge sein. Daher untersuchen wir zum einen die Mechanismen und funktionellen Konsequenzen einer Interaktion von Thrombozyten und Immunzellen, zum anderen wollen wir auch das Zusammenspiel von Immunzellsubpopulationen auf akute Entzündungsprozesse und die nachfolgende Heilung durch sog. multispektrale ¹H/¹⁹F-MRT visualisieren. (Projektteam: Dr. A. Zielinski, V. Rosentrit, T. Linde, Dr. P. Kleimann, L. Irschfeld, S. Poth, J. Koshy, T. Straub).

Trained Innate Immunity & Theranostik

Vor einigen Jahren wurde entdeckt, dass nicht nur das adaptive, sondern auch das angeborene Immunsystem eine Art Gedächtnis entwickeln kann. wird. Dies wird als „Trained innate immunity (TI)“ bezeichnet und zeigt sich darin, dass nach einer ersten Stimulation Zellen des angeborenen Immunsystems (z.B. Monozyten, Neutrophile) bei einer erneuten Stimulation verstärkt reagieren und z.B. vermehrt proinflammatorische Zytokine ausschütten. Dies ist bei der Abwehr von Infektionen oder Tumorerkrankungen vorteilhaft, wirkt sie sich bei kardiovaskulären Erkrankungen häufig nachteilig aus. In diesem Forschungsprojekt untersuchen wir den Einfluss von TI auf die akute Entzündungsreaktion und den Heilungsprozess nach einem akuten Myokardinfarkt. Zudem untersuchen wir therapeutische Strategien auf Basis von theranostischen FNPs, um die negativen Effekte der TI zu kompensieren. [Projektteam: Dr. P. Kleimann, B.Sc. Q. Azemi, B.Sc. M. Hubert). 

Synthetische Rezeptor-/Ligandensysteme

Das aktive Targeting von endogenen Rezeptoren wird häufig dadurch erschwert, dass es entweder keine 100%ig zellspezifischen Rezeptoren gibt, diese nicht effizient internalisiert werden, oder dass die Ligandenbindung unerwünschte Signaltransduktionskaskaden in den Zielzellen auslöst. Daher arbeiten wir seit einiger Zeit an der Entwicklung von synthetischen Cargo-Internalisierungs-Rezeptoren (CIRs). Diese können dazu genutzt werden individuelle Zielzellen effizient und spezifisch mit Kontrastmitteln zu beladen. Jedoch können diese Rezeptoren auch mit Einheiten zur Signaltransduktion versehen werden, um die Zielzellen funktionell zu modulieren. (Projektteam: M.Sc Z.B. Tiren, R. Harms, BTA C. Dohle).

Aktives Targeting von epikardialen Stromazellen und aktivierten kardialen Fibroblasten

Über ein Phagen-Display-Screening konnten wir vor einiger Zeit kleine Peptide identifizieren, die sowohl an epikardiale mesenchymal Stromazellen (EpiSCs) als auch aktivierte kardiale Fibroblasten binden. Über die Funktionalisierung von FNPs mit einem dieser Peptide konnten wir diese Zellen nach einem Myokardinfarkt im Herzen mittels ¹H/¹⁹F-MRT darstellen. Aktuell untersuchen wir die molekularen Mechanismen der Bindungseigenschaften und die Möglichkeit über das aktive Targeting von Nanopartikeln die funktionellen Eigenschaften von EpiSCs und aktivierten Fibroblasten zu modulieren. Auf diesem Wege wollen wir den Heilungsprozess nach einem akuten Myokardinfarkt modulieren, um beispielsweise ein adverses kardiales Remodeling zu unterbinden oder abzuschwächen. (Projektteam: Natalie Kussin, CTA Amin Zennati).

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Kooperationen:

Kooperationspartner HHU Düsseldorf:

Prof. Dr. U. Flögel: Experimentelle kardiovaskuläre Bildgebung am Institut für Molekulare Kardiologie; Prof. Dr. J. Scheller & PD Dr. Doreen Floß: Institut für Biochemie und Molekularbiologie II; PD Dr. F. Simon & Prof. Dr. H. Schelzig: Klinik für Gefäß- und Endovaskularchirurgie; Prof. Dr. J. Stegbauer: Klinik für Nephrologie; Experimentelle Nephrologie und Hypertensiologie, Prof. Dr. M. Grandoch: Institut für Pharmakologie und klinische Pharmakologie; Prof. Dr. C. Czekelius: Institut für Asymmetrische Synthese; Prof. Dr. P. Lang: Institut für Molekulare Medizin II; Prof. Dr. N. Gerdes: Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie. Prof. Dr. Gohlke & Dr. Gopalswamy, Institut für Pharmazeutische und Medizinische Chemie. 

Externe Kooperationspartner

Prof. Dr. K. Peter und Prof. Dr. X. Wang: Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Melbourne, Australia; Prof. Dr. G. Strijkers: Preclinical and Translational MRI, Academic Medical Center and University of Amsterdam, Netherlands; Prof. Dr. P. Boehm-Sturm: Department of Experimental Neurology, Experimental MRI, Charité, Berlin; Prof. Dr. J. Schrader: Klinik für Kardiologie und Angiologie, Universitätsklinikum Essen; Prof. Dr. M. Srinivas, Cell Biology and Immunology, Wageningen University, Netherlands; Dr. A. Windfelder: Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Gießen & Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME Institutsteil Bioressourcen.

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Förderungen:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): Concurrent tracking of the trafficking of individual immune cell populations after myocardial infarction by ‘multicolor ¹H/¹⁹F MRI‘; Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): Simultane Darstellung verschiedener Epitope mittels ¹⁹F-MRT zur in vivo Bestimmung des Thrombusstadiums und zur Visualisierung von thromboentzündlichen Prozessen 

Forschungskommission HHU Düsseldorf: Imaging of tissue-resident CIR-expressing cells under inflammatory conditions by contrast enhanced ¹H and ¹⁹F MRI 

Hans und Gertie Fischer-Stiftung: Untersuchungen zum Einfluss von Trx-1 und Erythropoetin auf Reperfusionsschäden des Rückenmarks mittels nichtinvasiver ¹H/¹⁹F Magnetresonanztomographie