Forschungsprojekte (Drittmittel)

Modellierung Influenza und Koinfektion

Modellierung und experimentelle Analyse von Infektionsverläufen innerhalb eines Wirtes zur Etablierung neuer Strategien zur gezielten Intervention bei Influenzainfektionen und bakteriellen Ko-Infektionen

BruderP1_2.pngInfluenza A Virus (IAV) Infektionen erhöhen die Anfälligkeit des Wirts für sekundäre bakterielle Infektionen. Solche Ko-Infektionen sind Ursache schwerwiegender Atemwegserkrankungen, die häufig stationär behandelt werden müssen und mit einer hohen Sterblichkeit einhergehen. Obwohl eine Vielzahl von Aspekten der bakteriellen Ko-Infektion nach IAV Erkrankung bereits untersucht wurden, sind die zugrundeliegenden Mechanismen nach wie vor nur unzureichend verstanden. Um bestehende Wissenslücken zu schließen, wenden wir in diesem Forschungsprojekt einen interdisziplinären Ansatz an, der auf der kombinierten Anwendung mathematischer Modellierung, ingenieurswissenschaftlicher Ansätze und individuell angepasster in vivo Mausinfektionsexperimente beruht. Dieses Projekt wird in enger Kooperation mit Forschern des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) durchgeführt.  Die wesentlichen Ziele des Projektes sind i) die Entwicklung eines mathematischen Modells für den Infektionsverlauf im infizierten Organismus mit dem Ziel, die immunregulatorischen Mechanismen im Wirtsorganismus während einer IAV Infektion zu quantifizieren und so mögliche Komplikationen besser vorherzusagen bzw. diese sogar zu verhindern zu können, ii) die Entwicklung und Anwendung eines nicht-linearen Beobachters als in silico Werkzeug zur Verbesserung der Prognosen bei Infektionen und iii) Klärung der immunmodulierenden Rolle von Interferon-γ, welches im Rahmen der Virusinfektion von Immunzellen wie den natürlichen Killerzellen und CD8+ T-Zellen sezerniert wird, für die funktionelle Beeinträchtigung alveolarer Makrophagen als eine mögliche Ursache für die erhöhte Suszeptibilität gegenüber bakteriellen Koinfektionen nach vorangegangener Influenzainfektion. Der iterative Prozess, in dem Modelle und Simulationen fortlaufend und auf Basis individuell angepasster Infektionsexperimente verbessert werden, wird es uns ermöglichen, immer triftigere Hypothesen zu formulieren und zu testen. Ziel unseres interdisziplinären Ansatzes ist es, einen weiteren wichtigen Beitrag zur umfassenden Aufklärung der dem Synergismus zwischen IAV und S. pneumoniae zugrundeliegenden Prozessen zu leisten und damit eine Basis für zukünftige Entwicklungen bezüglich Prophylaxe und Intervention zu schaffen.

Partner

Dr. Esteban Hernandez-Vargas (Frankfurt Institute for Advanced Studies) (http://www.systemsmedicine.de),

Prof. Birgitta Henriques Normark (Karolinska Institutet, Sweden)

Beteiligte Gruppen

Geldgeber / Förderer

DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

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