Auf dem Weg zur Promotion: aktuelle Themen aus der Infektionsforschung

In der Manchot Graduiertenschule „Molecules of Infection“ (MOI III) forschen internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) im Bereich der Infektionsforschung. Ziel aller ist am Ende die erfolgreiche Promotion. In einem Symposium Ende März stellten sie einem internationalen Expertengremium den Stand ihrer Forschungsergebnisse vor, die wichtige Ansätze für die Diagnostik und Therapie von Infektionskrankheiten wie etwa AIDS bieten.

Stipendiatin Lisa Müller, die am Institut für Virologie promoviert, beschäftigt sich mit der AIDS-Erkrankung, die durch das Virus HIV-1 („Humane Immundefizienz-Virus“) ausgelöst wird. AIDS kann inzwischen recht erfolgreich durch eine Kombinationstherapie aus verschiedenen Medikamenten behandelt werden, so dass die Patienten mehr oder weniger symptomfrei sind. Allerdings treten häufig Medikamentresistenzen auf, die es notwendig machen, die verabreichten Präparate anzupassen; im schlimmsten Fall wird dadurch eine Behandlung unmöglich. Man führt die Entwicklung der Resistenzen vor allem auf die hohe Mutationsrate von HIV-1 zurück, wodurch sich schnell Stämme bilden können, denen die Wirkstoffe nichts mehr anhaben können. Im Fokus standen hierbei bisher insbesondere Mutationen, die die Proteinzusammensetzung der Viren verändern, an denen wiederum die Medikamente angreifen. Müllers Forschungen legen aber nahe, dass auch solche Mutationen eine Rolle spielen, bei denen sich die Erbinformation des Virus ändert. Solche Veränderungen können die Vermehrungsrate von HIV-1 beeinflussen und wären damit auch für die Beurteilung der Therapien in Betracht zu ziehen.

Am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene forscht Ritu Mann-Nüttel an Ansätzen für neue Therapien gegen virale Infektionen beim Menschen. Sie setzt bei spezialisierten Zellen des Immunsystems an, den so genannten plasmazytoiden dendritischen Zellen (kurz pDCs). Sobald diese einen viralen Angriff erkennen, produzieren sie schnell große Mengen des Botenstoffs Typ I Interferon, der wiederum die anderen, an der Immunantwort beteiligten Zellen in Alarmbereitschaft versetzt. Mann-Nüttel klärt die molekularen Mechanismen auf, die die Ausschüttung des Interferons steuern. Wenn man diese kennt, können sie gegebenenfalls gezielt für die Therapie aktiviert werden.

Diese zwei Promotionsprojekte stehen beispielhaft für die Forschungsarbeiten der insgesamt 21 MOI III-Mitglieder, die ab Oktober 2016 starteten. Sie alle stehen jetzt in der letzten Phase der Promotionsarbeit und stellten Ende März auf einem gemeinsamen Symposium ihre bisherigen Forschungsergebnisse vor. Diese Ergebnisse diskutierten sie mit ihren Mitpromovierenden, den Projektleitern und dem internationalen Beirat, der die Veranstaltung aktiv begleitete.

„Der Beirat mit vier ausgewiesenen Expertinnen und Experten aus den USA und aus Schottland deckt ein breites Spektrum der Infektionsforschung ab und hilft unseren Mitgliedern, weit über den Tellerrand ihrer eigenen Projektarbeit zu schauen“, so MOI-Sprecher Prof. Dr. Johannes Hegemann. „Dadurch, aber auch durch den Austausch mit ihren Mitpromovierenden, erhalten sie wichtige Impulse, die oft den Blick öffnen, um Probleme bei der Forschungsarbeit aus einem neuen Blickwinkel anzugehen.“

Zum Programm der MOI-Symposien gehört die sogenannte „Manchot Lecture in Infection Biology“. Hier präsentieren junge Gastwissenschaftler, die bereits wichtige Publikationen veröffentlicht haben, ihre aktuellen Forschungsergebnisse. Die MOI-Promovierenden haben das Vorschlagsrecht und wählen im Vorfeld des Symposiums den externen Sprecher selbst aus, in diesem Jahr Dr. Martin Blume. Er leitet die Junior Research Group „Metabolism of Microbial Pathogens“ am Robert Koch Institut in Berlin.

Blume sprach über den einzelligen Parasiten Toxoplasma gondii, der alle warmblütigen Lebewesen, inklusive landwirtschaftlicher Nutztiere und Menschen, infiziert. Die an sich harmlosen Infektionen in Form von Gewebszysten in Tieren werden allerdings zum Problem, da bei Verzehr von ungenügend gegarten Fleischprodukten Toxoplasma auf den Menschen übertragen werden kann. In Deutschland sind rund 50 Prozent der Bevölkerung chronisch infiziert. Für gesunde Menschen sind solche Infektionen harmlos; sie können jedoch während der Schwangerschaft und bei immungeschwächten Menschen sehr schwere Krankheitsverläufe verursachen.

Bisher sind lediglich die akut krankmachenden Formen des Parasiten, die sogenannten Tachyzoiten, behandelbar. Gegen die verzysteten Dauerstadien, die Bradyzoiten, konnte bisher kein Wirkstoff gefunden werden. Das liegt unter anderen an zwei Herausforderungen: Beim Suchen nach wirksamen Verbindungen ist man auf Tierinfektionen angewiesen und kann damit nur wenige Wirkstoffe gegen Bradyzoiten testen. Außerdem muss für eine weitere Optimierung die Wirkweise von aktiven Verbindungen identifiziert werden. Dr. Blume beschäftigt sich mit diesen beiden Herausforderungen. Er zeigte, wie Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung zum Stoffwechsel Toxoplasma gondiis verwendet werden können, die Suche nach Behandlungsmöglichkeiten von chronischen Infektionen zu erleichtern.

Prof. Dr. Klaus Pfeffer, stellvertretender Sprecher von MOI, weist auf die umfangreichen zusätzlichen Angebote hin, die die Manchot Graduiertenschule ihren Promovierenden bietet: „Nach ihrem erfolgreichem Promotionsabschluss sind die MOI-Promovendinnen und Promovenden sehr gut auf den Einstieg ins Berufsleben vorbereitet, sei es in der Wissenschaft, der Wirtschaft oder bei Behörden. Denn das MOI-Curriculum enthält ein umfangreiches Weiterbildungsprogramm, das berufsrelevante Fähigkeiten, sogenannte Soft Skills, vermittelt.“ Hierzu zählt auch ein Career Day, den die MOI-Mitglieder zum Ende ihrer Promotionszeit selbst organisieren und bei dem Alumni der vorigen MOI-Graduiertenschulen ihre beruflichen Erfahrungen mit den aktuellen Mitgliedern teilen.

Manchot Graduiertenschule „Molecules of Infection“

Die Graduiertenschule MOI bietet ihren Mitgliedern ein dreieinhalbjähriges Stipendium, ein breites Forschungsspektrum und ein strukturiertes Graduiertenausbildungsprogramm. Ihre Mitglieder – Stipendiatinnen und Stipendiaten mit voller Förderung, und assoziierte Kollegiatinnen und Kollegiaten – sind in ein umfangreiches, englischsprachiges Curriculum eingebunden, wozu Fachvorlesungen, Seminare, Symposien und ein Weiterbildungsprogramm gehören.

MOI befindet sich in der dritten Förderperiode, die 2016 startete. Sie wird seit 2009 von der Jürgen Manchot Stiftung gefördert. Seitdem haben bereits zwei Kohorten das MOI-Curriculum durchlaufen und promoviert. Der aktuellen Kohorte MOI III gehören insgesamt 17 Stipendiaten und vier Kollegiaten an. Die Förderung durch die Jürgen Manchot-Stiftung wird ergänzt durch eine Kofinanzierung durch die HHU aus ihrem Strategischen Forschungsfonds.

Die MOI-Mitglieder forschen an verschiedenen Instituten beziehungsweise Kliniken der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen und der Medizinischen Fakultät. Sie arbeiten in einem von vier Schwerpunktfeldern: Mechanismen der viralen Infektion; bakterielle Proteine der Infektion und Infektionsbekämpfung; molekulare Regulationsmechanismen bei Pilzen; Immunkontrolle der Infektion.

Die Graduiertenschule leiten ihr Sprecher Prof. Dr. Johannes H. Hegemann (Institut für Funktionelle Genomforschung der Mikroorganismen) und ihr stellvertretender Sprecher Prof. Dr. Klaus Pfeffer (Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene).

Der vierköpfige internationale wissenschaftliche Beirat, bestehend aus Prof. Dr. Alistair Brown/Aberdeen/UK, Prof. Dr. Joanne Engel/San Francisco/USA, Prof. Dr. Klaus Strebel/Bethesda/USA und Prof. Dr. Carl Ware/La Jolla/USA, unterstützt die Arbeit und strategische Ausrichtung der Graduiertenschule.

Weitere Informationen: http://www.moi.hhu.de/

Jürgen Manchot Stiftung

Die Jürgen Manchot Stiftung hat ihren Sitz in Düsseldorf. Vorsitzender des Kuratoriums ist Thomas Manchot, Ehrensenator der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Die Stiftung fördert an der HHU seit 2009 die Manchot Graduiertenschule „Molecules of Infection (MOI)“, seit 2016 die Manchot Graduiertenschule „Wettbewerbsfähigkeit junger Unternehmen“ (WEJU)“ sowie seit dem 1. Januar 2019 auch die Manchot-Forschungsgruppe „Entscheidungsfindung mit Hilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz“.