Atemwegsforschung

Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

Klinische Atemwegsforschung

Pollenraum

Die Arbeitsschwerpunkte der Abteilung Klinische Atemwegsforschung sind frühe klinische Studien für die Zulassung von Medikamenten (Phase I-II) bei Atemwegserkrankungen (Asthma, chronische Bronchitis, Heuschnupfen), Studien zu umweltmedizinischen Fragestellungen der Atemwege sowie die Entwicklung von neuen Methoden der Atemwegsforschung. Dabei kooperiert die Abteilung eng mit der Medizinischen Hochschule Hannover, insbesondere mit der Abteilung Pneumologie.

In der Abteilung sind sämtliche Methoden der modernen pneumologischen Funktionsdiagnostik sowie die komplette allergologische Diagnostik etabliert. Bronchoskopische Untersuchungen und die nicht-invasive Gewinnung von Untersuchungsmaterial aus der Lunge sind Schwerpunkte der Forschungsaktivitäten. Die Datenerfassung in klinischen Studien erfolgt mit dem validierten, elektronischen Datenerfassungssystem ClinBaseTM.

In der Phase-I-Einheit am Institut werden regelmäßig Studien der frühen klinischen Entwicklung (Erstanwendung am Menschen, Proof-of-Concept-Studien) für das Indikationsgebiet Atemwegserkrankungen durchgeführt. Intravenöse Infusionslösungen können in einem sterilen Reinraumlabor (GMP-Labor) hergestellt werden.

Eine Besonderheit der Abteilung bilden drei Inhalationsräume mit einer Größe von jeweils etwa 40 m2, die so genannten Fraunhofer Environmental Challenge Chambers (Fraunhofer ECC). Hier können sowohl Atmosphären mit Reinluft als auch mit Stoffgemischen, z. B. mit Allergenen, geschaffen werden, wie sie üblicherweise in der Umwelt oder am Arbeitsplatz vorkommen.

Gemeinsam mit der Abteilung Aerosoltechnologie berät die Abteilung Firmen medizinisch und technologisch bei der Entwicklung neuer Inhalationstherapien und bietet deren klinische und technische Prüfung an.

Weitere Informationen

Projekte

Klinische Atemwegsforschung

  • Interaktion von Surfactant mit der allergischen Entzündung bei Patienten mit Asthma
  • Segmentale Instillation von Endotoxin und Allergenen bei Patienten mit Asthma
  • Einfluss einer Exposition von Pollen oder Pollengranula auf die bronchiale Hyperreagibilität nach AMP-Provokation bei Patienten mit Asthma
  • Untersuchung der Effektivität und Sicherheit eines nasalen Steroidpräparats bei Patienten mit allergischer Rhinitis in der Fraunhofer ECC
  • Untersuchung der Sicherheit und Pharmakokinetik und -dynamik eines MAP-Kinase-Inhibitors bei Patienten mit COPD
  • Untersuchung der Sicherheit sowie Pharmakokinetik und -dynamik eines Muskarinrezeptor-Antagonisten bei Patienten mit COPD
  • Untersuchung zur Sicherheit und Wirksamkeit eines Th2-Antagonisten bei Patienten mit Asthma
  • Vergleich der Entzündungskontrolle zwischen einer Basistherapie und einer Bedarfsmedikation bei Patienten mit Asthma
  • Klinische Studie zur Erforschung von Biomarkern bei Patienten mit COPD im Vergleich zu Kontrollpersonen
  • Gewinnung von Lungenzellen zur Untersuchung der Wirkung eines Immuntoxins auf aktivierte Zellen von Atopikern nach segmentaler Gabe von Allergen und Endotoxin

Methoden

Klinische Atemwegsforschung

  • Lungenfunktionsmessungen: Spirometrie, Bodyplethysmographie, Diffusionskapazität, Blutgasanalyse, Spiroergometrie
  • Nicht-invasives Monitoring der Atemwegsentzündung: induziertes Sputum, Messung von exhaliertem Stickstoffmonoxid und Markern aus dem Atemkondensat
  • Bronchiale Provokationstests mit Metacholin, Allergenen, Endotoxin und AMP
  • Rhinomanometrie
  • Allergietestung
  • Bronchoskopie einschließlich Gewinnung von bronchoalveolärer Lavage (BAL), Bronchialbiopsien und Epithelbürstenabstrichen sowie segmentaler Applikation von Allergenen, Endotoxin und Medikamenten
  • Bestimmung von Gen- und Proteinexpression in BAL, Biopsien und Epithelzellen nach GLP-Richtlinien (ELISA, Durchflusszytometrie, Immunhisto- und Immunzytochemie, Real-time-RT-PCR, Surfactantanalytik)
  • Maskeninhalationsstudien und Charakterisierung von medizinischen Aerosolen
  • Simulation von Umwelt-, Innenraum- und Arbeitsplatzbedingungen in drei Inhalationsräumen (ca. 40 m2) unter definierten Klimabedingungen
  • Probanden- und Patientendatenbank (gesunde Probanden, Patienten mit Asthma, chronischer Bronchitis, Lungenemphysem und allergischer Rhinitis)
  • Erstellung von Studienplänen
  • Durchführung von Arzneimittelstudien nach GCP-Richtlinien in Zusammenarbeit mit der Abteilung Qualitätssicherung

Ausgewählte Publikationen

2009

  • Badorrek, P.; Dick, M.; Schauerte, A.; Hecker, H.; Murdoch, R.; Luettig, B.; Hohlfeld, J. M.; Krug, N.: A combination of cetirizine and pseudoephedrine has therapeutic benefits when compared to single drug treatment in allergic rhinitis
    In: International Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics 47 (2009), 2, p. 71-77
  • Erpenbeck, V. J. ; Fischer, I. ; Wiese, K. ; Schaumann, F. ; Schmiedl, A.; Nassenstein, C. ; Krug, N. ; Hohlfeld, J. M.: Therapeutic surfactants modulate the viability of Eosinophils and induce inflammatory mediator release
    In: International archives of allergy and immunology 149 (2009), 4, p. 333-342
  • Erpenbeck, V. J.; Krug, N.; Hohlfeld, J. M.: Therapeutic use of surfactant components in allergic asthma
    In: Naunyn-Schmiedebergs Archives of Pharmacology 379 (2009), 3, p. 217-224
  • Nassimi, M.; Schleh, C.; Lauenstein, H.-D.; Hussein, R.; Lübbers, K.; Pohlmann, G.; Switalla, S.; Sewald, K.; Müller, M.; Krug, N.; Müller-Goymann, C. C.; Braun, A.: Low cytotoxicity of solid lipid nanoparticles in in vitro and ex vivo lung models
    In: Inhalation Toxicology. 21 (2009), S1, p. 104-109. 
  • Schleh, C.; Hohlfeld, J. M.: Interaction of nanoparticles with the pulmonary surfactant system
    In: Inhalation Toxicology. 21 (2009), S1, p. 97-103
  • Veres, T. Z.; Shevchenko, M.; Krasteva, G.; Spies, E.; Prenzler, F.; Rochlitzer, S.; Tschernig, T.; Krug, N.; Kummer, W.; Braun, A.: Dendritic cell-nerve clusters are sites of T cell proliferation in allergic airway inflammation
    In: The American Journal of Pathology : cellular and molecular biology of disease 174 (2009), 3, p. 808-817

2008

  • Ammann, Claudia ; Wübbelt, Peter (1. Prüfer) ; Dick, Melanie (2. Prüfer): Realisierung eines Audit-Trails und Validierung einer Datenbank im Rahmen des Datenmanagements einer klinischen Studie für Patienten mit allergischer Rhinitis am Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
    Hannover, 2008. (Hannover, FH, Dipl.-Arb., 2008)
  • Braun, A. (Ed.); Tschernig, T. (Ed.); Groneberg, D.A. (Ed): 6th Workshop on Animal Models of Asthma 2007. Proceedings: Reviews and research, Germany. 19-20 January 2007
    London : BioMed Central, 2008.
    (Journal of occupational medicine and toxicology, 3.2008, Supplement 1)
  • Braun, A.; Tschernig, T.; Groneberg, D. A.: Editorial: Experimental models of asthma
    In: Braun, A. (Ed.); Tschernig, T. (Ed.); Groneberg, D. A. (Ed.): Proceedings of the 6th Workshop on Animal Models of Asthma
    Reviews and Research, Germany, 19-20 January 2007
    In: Journal of occupational medicine and toxicology 3(2008), Suppl. 1, S1
  • Fuchs, B.; Braun, A.: Improved mouse models of allergy and allergic asthma - chances beyond ovalbumin
    In: Current drug targets 9 (2008), No.6, p. 495-502
  • Fuchs, B.; Braun, A.: Modulation of asthma and allergy by addressing toll-like receptor 2
    In: Braun, A. (Ed.); Tschernig, T. (Ed.); Groneberg, D. A. (Ed.): Proceedings of the 6th Workshop on Animal Models of Asthma
    Reviews and Research, Germany, 19-20 January 2007
    In: Journal of occupational medicine and toxicology 3(2008), Suppl.1, S5
  • Geldmacher, H. ; Biller, H. ; Herbst, A. ; Urbanski, K. ; Allison, M. ; Buist, A. S. ; Hohlfeld, J. M. ; Welte, T.: Die Prävalenz der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) in Deutschland: Ergebnisse der BOLD-Studie
    In: Deutsche medizinische Wochenschrift 133 (2008), 50, S. 2609-2614
  • Gupta, S.; Fuchs, B.; Schulz-Maronde, S.; Heitland, A.; Escher, S. E.; Mack, M.; Tillmann, H. C.; Braun, A.; Forssmann, W. G.; Elsner, J.; Forssmann, U.: Intravascular inactivation of CCR5 by n-Nonanoyl-CC chemokine ligand 14 and inhibition of allergic airway inflammation
    In: Journal of leukocyte biology 83 (2008), No.3, p. 765-773
  • Hartwig, C.; Tschernig, T.; Mazzega, M.; Braun, A.; Neumann, D.: Endogenous IL-18 in experimentally induced asthma affects cytokine serum levels but is irrelevant for clinical symptoms
    In: Cytokine 42 (2008), No.3, p. 298-305 
  • Henjakovic, M. ; Martin, C. ; Hoymann, H. G. ; Sewald, K. ; Ressmeyer, A. R. ; Dassow, C. ; Pohlmann, G. ; Krug, N. ; Uhlig, S. ; Braun, A.: Ex vivo lung function measurements in precision cut lung slice (PCLS) from chemical allergen sensitized mice represent a suitable alternative to in vivo studies: Effect of TMA and DNCB on lung function (40 char.) : Sep 4. [Epub ahead of print]
    In: Toxicological Sciences : An official journal of the Society of Toxicology (2008), 31 p. 
  • Henjakovic, M.; Sewald, K.; Switalla, S.; Kaiser, D.; Müller, M.; Veres, T. Z.; Martin, C.; Uhlig, S.; Krug, N.; Braun, A.: Ex vivo testing of immune responses in precision-cut lung slices
    In: Toxicology and applied pharmacology 231 (2008), 1, p. 68-76
  • Hohlfeld, J. M.; Schönfeld, K.; Lavae-Mokhtari, M.; Schaumann, F.; Müller, M.; Bredenbröker, D.; Krug, N.; Hermann, R.: Roflumilast attenuates pulmonary inflammation upon segmental endotoxin challenge in healthy subjects: A randomized placebo-controlled trial
    In: Pulmonary pharmacology & therapeutics 21 (2008), No.4, p. 616-623
  • Leusmann, Jochen; Hohlfeld, Jens (Betreuer): Einfluss inhalierter Dornase alfa auf Entzündungsmarker der Lunge im Atemkondensat und im Sputum bei Patienten mit chronischer Bronchitis nach kardiovaskulärer Thoraxoperation
    Hannover, Med. Hochsch., Diss., 2008
  • Leusmann, Silke; Hohlfeld, Jens (Betreuer): Einfluss inhalierter Dornase alpha (Pulmozyme) auf den klinischen postoperativen Verlauf nach medianer Sternotomie bei Patienten mit chronischer Bronchitis
    Hannover, Med. Hochsch., Diss., 2008
  • Nassenstein, C.; Kwong, K.; Taylor-Clark, T.; Kollarik, M.; Macglashan, D. M.; Braun, A.; Undem, B. J.: Expression and function of the ion channel TRPA1 in vagal afferent nerves innervating mouse lungs
    In: The journal of physiology 586 (2008), No.6, p. 1595-1604
  • Pletz, M. W. ; Maus, U. ; Hohlfeld, J. M. ; Lode, H. ; Welte, T.: Pneumokokkenimpfung: Konjugatimpfstoff induziert Herdenimmunität und reduziert Antibiotikaresistenz
    In: Deutsche medizinische Wochenschrift : DMW 133 (2008), 8, S. 358-362
  • Pletz, M. W. ; Maus, U. ; Krug, N. ; Welte, T. ; Lode, H.: Pneumococcal vaccines: mechanism of action, impact on epidemiology and adaption of the species
    In: International journal of antimicrobial agents 32 (2008), 3, p. 199-206
  • Purevdorj, E.; Zscheppang, K.; Hoymann, H. G.; Braun, A.; von Mayersbach, D.; Brinkhaus, M. J.; Schmiedl, A.; Dammann, C. E.: ErbB4 deletion leads to changes in lung function and structure similar to bronchopulmonary dysplasia
    In: American journal of physiology. Lung cellular and molecular physiology 294 (2008), No.3, p. L516-L522
  • Schaumann, F.; Müller, M.; Braun, A.; Luettig, B.; Peden, D. B.; Hohlfeld, J. M.; Krug, N.: Endotoxin augments myeloid dendritic cell influx into the airways in patients with allergic asthma
    In: American journal of respiratory and critical care medicine 177 (2008), No.12, p. 1307-1313
  • Sewald, K.: Chemikalien in der Lunge: Allergene aufspüren
    In: LaborPraxis 32 (2008), Nr.3, S. 102-104

2007

  • Bratke, K.; Maruschke, L.; Darowski, M.; Kuepper, M.; Braun, A.; Virchow, J. C.; Lommatzsch, M.: A role for the neurotrophin receptor TrkB on maturing dendritic cells
    In: Journal of Neuroimmunology 189 (2007), 1-2, p. 88-94 
  • Kouznetsova, I.; Chwieralski, C. E.; Baelder, R.; Hinz, M.; Braun, A.; Krug, N.; Hoffmann, W.: Induced trefoil factor familiy 1 expression by trans-differentiating Clara cells in a murine asthma model.
    In: American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 36 (2007), 3, p. 286-295 
  • Linzmaier, Christine: Analyse der Dokumentationsprozesse, Datenmanagement und Auswertung einer klinischen Datensammlung : Am Beispiel der Bronchoskopie-Datenbank des Fraunhofer Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin
    Hannover, 2007
    Hannover, FH, Dipl.-Arb., 2007
  • Nassenstein, C.; Kammertoens, T.; Veres, T. Z.; Uckert, W.; Spies, E.; Fuchs, B.; Krug, N.; Braun, A.: Neuroimmune crosstalk in asthma: Dual role of the neurotrophin receptor
    p75NTR : Article in Press, Corrected Proof.
    In: The Journal of allergy and clinical immunology (2007), 8 p. 
  • Schulte-Herbruggen, O.; Braun, A.; Rochlitzer, S.; Jockers-Scherubl, M. C.; Hellweg, R.: Neurotrophic factors - A tool for therapeutic strategies in neurological, neuropsychiatric and neuroimmunological diseases?
    In: Current Medicinal Chemistry 14 (2007), 22, p. 2318-2329
  • Vogel, Czarina: Analyse und Optimierung des Rekrutierungsprozesses von Prüfungsteilnehmern für klinische Studien am Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
    Hannover, 2007
    Hannover, FH, Dipl.-Arb., 2007