Lungenforschung

Forschen für die Lungengesundheit

Die Atemwegsforschung ist seit der Institutsgründung ein Schwerpunkt des Fraunhofer ITEM. Im Mittelpunkt der Arbeiten stehen dabei einerseits der Schutz der Gesundheit vor potenziell schädlichen, insbesondere luftgetragenen Substanzen – seien es Gase, Aerosole, Partikel, Fasern oder Nanomaterialien – und andererseits die Entwicklung von diagnostischen und therapeutischen Ansätzen auf der präklinischen und klinischen Ebene.

Für die Expositionscharakterisierung luftgetragener Substanzen werden neuartige Vernebler und Prüfstände implementiert und bereits etablierte Technologien wie das P.R.I.T.®-In-vitro-Expositionssystem weiterentwickelt, um beispielsweise Materialien wie Nanocarrier zu charakterisieren, die langfristig als Trägersysteme für Medikamente eingesetzt werden können.

 

Eine synergetische Weiterentwicklung

Mittels Kernspintomographie untersuchten Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer ITEM die Auswirkungen des Medikaments auf die Herzfunktion im CRC Hannover.
© Fraunhofer ITEM

Die langjährige Expertise auf dem Gebiet der Lungenforschung hat eine synergetische Weiterentwicklung mit hoher klinischer Relevanz erfahren. Insbesondere an RNA-Molekülen als Biomarker für die Diagnostik und als therapeutisches Ziel wird sehr erfolgreich für Patientinnen und Patienten mit Lungenkrankheiten geforscht. Eine besondere Bedeutung hat dabei die computergestützte translationale Bioinformatik, die zur Vorhersage molekularer Mechanismen auf der Basis von RNA-Molekülen angewendet wird. Aktuell erschließen die Forschenden das Potenzial von RNA-Molekülen für die Überprüfung der Toxikologie und Wirksamkeit von Arzneistoffen.

Von der Idee zum Proof-of-Concept

© Fraunhofer ITEM
Im Rahmen der klinischen Forschung ermöglichen die ITEM-Forschenden eine direkte Übertragung der Erkenntnisse auf den Menschen, beispielsweise mithilfe der Chipzytometrie und Analysen der ausgeatmeten Luft.

Um effizient Ideen aus der Forschung in klinisch anwendbare Therapieoptionen zu überführen, nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler geeignete, teils eigens entwickelte Expositionssysteme und innovative, patientennahe Modellsysteme. Sie verwenden die gewonnenen Daten zur Weiterentwicklung und Verfeinerung ihrer Modellierungsansätze, um In-vitro-Ergebnisse oder -Beobachtungen qualitativ und quantitativ auf eine erwartete In-vivo-Wirkung beim Menschen zu übertragen.

Am Fraunhofer ITEM werden Wirkungen und Nebenwirkungen von Medikamentenkandidaten geprüft und so der Proof-of-Concept – also der Nachweis des Wirkprinzips – beim Menschen erreicht. 

Lungenforschung: Aktuelle Projekte und Highlights

 

Untersuchung von Neoepitop-Biomarkern

Forschende vom Fraunhofer ITEM haben neue Daten zu Neoepitop-Biomarkern für die Bildung oder den Abbau von Kollagen in vitalen Lungengewebeschnitten (PCLS) von Patienten mit Lungenfibrose erhoben. 

 

Projekt FibroPaths®

Therapeutische Modulation von Organfibrosen im Biochip-Format für die Medikamentenentwicklung. 

Neutrophilen-Subtyp bei sekundären Lungengewebebeschädigungen

Das Fraunhofer ITEM forschte in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Fakultät der Universität Boston an einem neuen Therapieansatz für durch Neutrophile verursachte sekundäre Lungengewebebeschädigungen. 

Nichtinvasive Untersuchung der Lunge mithilfe exhalierter Partikel

 

 

Inhalative Boosterimpfung gegen Corona

In Zusammenarbeit mit der MHH untersucht das Fraunhofer ITEM in einer Phase-I-Studie die Sicherheit und Wirksamkeit einer inhalativen Boosterimpfung. 

 

 

Schwellendosis von Ambrosiapollen

Mithilfe eines neu entwickelten experimentellen Aufbaus der Fraunhofer Allergen Challenge Chamber (ACC) wird die allergene Potenz von Ambrosiapollen untersucht. 

 

Pharmakokinetik der Lunge

Eine klinische Bewertung von inhalativen und systemischen Medikamenten direkt aus der menschlichen Lunge.

Immun-Check für die Lunge

Mit der Chipzytometrie wurde am Fraunhofer ITEM ein Verfahren etabliert mit dem Immunzellen der Lunge charakterisiert werden, die sich über Monate lagern und weiter untersuchen lassen. 

 

Präzisionsschnitte der Lunge

Mithilfe sogenannter Precision Cut Lung Slices (PCLS) können frühe Ereignisse bei der Entstehung von Atemwegserkrankungen am menschlichen Lungengewebe erforscht werden.

Projektarchiv

Hier finden Sie weitere Projekte sortiert nach unseren Forschungs- und Entwicklungskompetenzen.

Publikationen

  • Bahudhanapati, H., Tan, J., Apel, R. M., Seeliger, B., Schupp, J., Li, X., Sullivan, D. I., Sembrat, J., Rojas, M., Tabib, T., Valenzi, E., Lafyatis, R., Mitash, N., Hernandez Pineda, R., Jawale, C., Peroumal, D., Biswas, P., Tedrow, J., Adams, T., Kaminski, N., Wuyts, W. A., McDyer, J. F., Gibson, K. F., Alder, J. K., Konigshoff, M., Zhang, Y., Nouraie, M., Prasse, A., Kass, D. J. (2024). Increased expression of CXCL6 in secretory cells drives fibroblast collagen synthesis and is associated with increased mortality in idiopathic pulmonary fibrosis. European Respiratory Journal 63(1). doi: 10.1183/13993003.00088-2023 https://erj.ersjournals.com/content/63/1/2300088.long
  • Blumer, S., Khan, P., Artysh, N., Plappert, L., Savic, S., Knudsen, L., Jonigk, D., Kuehnel, M. P., Prasse, A., Hostettler, K. E. (2024). The use of cultured human alveolar basal cells to mimic honeycomb formation in idiopathic pulmonary fibrosis. Respiratory Research 25(1): 26. doi: 10.1186/s12931-024-02666-9 https://respiratory-research.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12931-024-02666-9  - Open Access
  • Brandsma, J., Schofield, J. P. R., Yang, X., Strazzeri, F., Barber, C., Goss, V. M., Koster, G., Bakke, P. S., Caruso, M., Chanez, P., Dahlen, S. E., Fowler, S. J., Horvath, I., Krug, N., Montuschi, P., Sanak, M., Sandstrom, T., Shaw, D. E., Chung, K. F., Singer, F., Fleming, L. J., Adcock, I. M., Pandis, I., Bansal, A. T., Corfield, J., Sousa, A. R., Sterk, P. J., Sanchez-Garcia, R. J., Skipp, P. J., Postle, A. D., Djukanovic, R., Group, U. B. S. (2023). Stratification of asthma by lipidomic profiling of induced sputum supernatant. Journal of Allergy and Clinical Immunology [Epub ahead of print]. doi: 10.1016/j.jaci.2023.02.032 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0091674923002932?via%3Dihub
  • Gress, C., Litzenburger, T., Schmid, R., Xiao, K., Heissig, F., Muller, M., Gupta, A., Hohlfeld, J. M. (2024). Transcriptomic characterization of the human segmental endotoxin challenge model. Scientific Reports 14(1): 1721. doi: 10.1038/s41598-024-51547-0 https://www.nature.com/articles/s41598-024-51547-0  - Open Access
  • Gress, C., Vogel-Claussen, J., Badorrek, P., Müller, M., Hohl, K., Konietzke, M., Litzenburger, T., Seibold, W., Gupta, A., Hohlfeld, J. M. (2023). The effect of bradykinin 1 receptor antagonist BI 1026706 on pulmonary inflammation after segmental lipopolysaccharide challenge in healthy smokers. Pulmonary Pharmacology and Therapeutics [Epub ahead of print]: 102246. doi: 10.1016/j.pupt.2023.102246 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1094553923000585?via%3Dihub
  • Hilbold, E., Bär, C., Thum, T. (2023). COVID-19: Insights into long-term manifestations and lockdown impacts. J Sport Health Sci [Epub ahead of print]. doi: 10.1016/j.jshs.2023.02.006 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095254623000194?via%3Dihub - Open Access
  • Lukovic, D., Hasimbegovic, E., Winkler, J., Mester-Tonczar, J., Muller-Zlabinger, K., Han, E., Spannbauer, A., Traxler-Weidenauer, D., Bergler-Klein, J., Pavo, N., Goliasch, G., Batkai, S., Thum, T., Zannad, F., Gyongyosi, M. (2023). Identification of Gene Expression Signatures for Phenotype-Specific Drug Targeting of Cardiac Fibrosis. Int J Mol Sci 24(8). doi: 10.3390/ijms24087461 https://www.mdpi.com/1422-0067/24/8/7461  - Open Access
  • Metra, M., Adamo, M., Tomasoni, D., Mebazaa, A., Bayes-Genis, A., Abdelhamid, M., Adamopoulos, S., Anker, S. D., Bauersachs, J., Belenkov, Y., Bohm, M., Gal, T. B., Butler, J., Cohen-Solal, A., Filippatos, G., Gustafsson, F., Hill, L., Jaarsma, T., Jankowska, E. A., Lainscak, M., Lopatin, Y., Lund, L. H., McDonagh, T., Milicic, D., Moura, B., Mullens, W., Piepoli, M., Polovina, M., Ponikowski, P., Rakisheva, A., Ristic, A., Savarese, G., Seferovic, P., Sharma, R., Thum, T., Tocchetti, C. G., Van Linthout, S., Vitale, C., Von Haehling, S., Volterrani, M., Coats, A. J. S., Chioncel, O., Rosano, G. (2023). Pre-discharge and early post-discharge management of patients hospitalized for acute heart failure: A scientific statement by the Heart Failure Association of the ESC. European Journal of Heart Failure 25(7): 1115-1131. doi: 10.1002/ejhf.2888 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejhf.2888  - Open Access
  • Nagai, M., Shityakov, S., Smetak, M., Hunkler, H. J., Bär, C., Schlegel, N., Thum, T., Forster, C. Y. (2023).  Blood Biomarkers in Takotsubo Syndrome Point to an Emerging Role for Inflammaging in Endothelial Pathophysiology. Biomolecules 13(6) 955. doi: 10.3390/biom13060995 https://www.mdpi.com/2218-273X/13/6/995 - Open Access
  • Seferovic, P. M., Polovina, M., Rosano, G., Bozkurt, B., Metra, M., Heymans, S., Mullens, W., Bauersachs, J., Sliwa, K., de Boer, R. A., Farmakis, D., Thum, T., Olivotto, I., Rapezzi, C., Linhart, A., Corrado, D., Tschope, C., Milinkovic, I., Bayes Genis, A., Filippatos, G., Keren, A., Asanin, M., Krljanac, G., Maksimovic, R., Skouri, H., Ben Gal, T., Moura, B., Volterrani, M., Abdelhamid, M., Lopatin, Y., Chioncel, O., Coats, A. J. (2023). State-of-the-art document on optimal contemporary management of cardiomyopathies. European Journal of Heart Failure [Epub ahead of print]. doi: 10.1002/ejhf.2979 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejhf.2979 - Open Access
  • Wachtel, H., Emerson-Stadler, R., Langguth, P., Hohlfeld, J. M., Ohar, J. (2024). Aerosol Plumes of Inhalers Used in COPD. Pulm Ther [Epub ahead of print]. doi: 10.1007/s41030-023-00249-5 https://link.springer.com/article/10.1007/s41030-023-00249-5 - Open Access
  • Zannikos, P., Solanki, B., De Meulder, M., Badorrek, P., Hohlfeld, J. M., Singh, J. (2023). Pharmacokinetics of Nasal Esketamine in Patients with Allergic Rhinitis with and Without Nasal Decongestant Pretreatment and in Healthy Subjects with and Without Nasal Corticosteroid Pretreatment. Clinical Pharmacokinetics [Epub ahead of print]. doi: 10.1007/s40262-023-01273-z https://link.springer.com/article/10.1007/s40262-023-01273-z - 

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