Epitheliale Infektionsbiologie/Epithelial infection biology

Im Fokus unserer Forschung steht die Frage, wie sich die Köperoberflächen (Epithelien), insbesondere die Haut, vor Infektionen schützen. Hierbei untersuchen wir, welche Strategien die Epithelzellen entwickelt haben, um Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Viren) zu erkennen und deren Wachstum kontrollieren zu können. Ziel ist es, zu verstehen, wie eine Störung in diesem System das Auftreten von infektiösen und entzündlicehn Erkrankungen begünstigt. Langfristiges Ziel ist es, diese Erkenntnisse in die Entwicklung adäquater Behandlungs-Strategien einfließen zu lassen.

1. Die Bedeutung von antimikrobiellen Peptiden für die epitheliale Abwehr.

Antimikrobielle Peptide (AMP) sind kleine Proteine, die in der Lage sind, Mikroorganismen schnell und effektiv abzutöten. Sie spielen auch eine Rolle für die Modulation des Immunsystems. Diverse neue humane AMP wurden von uns entdeckt und charakterisiert (hND-2, hBD-3, RNase 7, Psoriasin, RNase 8). Die Charakteriesierung der antimikrobiellen Eigenschaften von AMP, die Regulation der AMP-Expression und die Rolle von AMP bei infetiösen und entzündlichen Erkrankungen ist Gegenstand unserer Forschung.

2. Die Erkennung von Mikroorganismen durch Epithelzellen, insbesondere durch Keratinozyten.

In diesem Forschungsfeld untersuchen wir, durch welche molekularen Mechanismen es den Epithelzellen ermöglicht wird, Mikroorganismen zu erkennen und nachfolgend die Produktion von Abwehrmolekülen (antimikrobielle Peptide, Zytokine) einzuleiten. Die Bedeutung von intrazellulären Rezeptoren in Keratinozyten steht dabei im Mittelpunkt unserer Forschungstätigkeiten.

3. Die Bedeutung der Mikrobiota für die Hautbarriere

In diesem Forschungsteil beschäftigen wir uns mit der Frage, welche Bedeutung die körpereigene kutane Mikrobiota für die Aufrechterhaltung der Hautbarriere einnimmt. Durch funktionelle Untersuchungen in 2D und 3D-Hautmodellen wird untersucht, welche Auswirkungen die Gesamt-Mikrobiota als auch einzelne Mikrobiota-Mitglieder auf die Haut haben. Ein weiteres Ziel ist es, zu verstehen, in wie weit eine dysregulierte Mikrobiota zur Pathogenese von entzündlichen und infektiösen Hauterkrankungen beitragen kann. Langfristiges Ziel ist es, Patienten-individuelle Therapie-Konzepte durch gezielte Verbesserung der Mikrobiota-Zusammensetzung zu entwickeln.

Our main research focuses on the underlying defense mechanisms that keep human epithelia (in particular human skin) healthy. We investigate how epithelial cells sense the presence of microorganisms and how the control microbial growth. The aim is to identify underlying dysregulated mechanisms of innate epithelial defense that promote infectious and inflammatory scenarios. A better understanding of these mechanisms may help to develop novel therapeutic concepts.

1. The role of antimicrobial peptides in epithelial defense.

Antimicrobial peptides (AMP) are small proteins that rapidly and efficiently kill microorganisms. Some AMP exhibit also immunomodulatory activities because they interact eith the immune system. Several novel AMP have been discovered and characterized in our lab (hBD-2, hBD-3, RNase 7, Psoriasin, RNase 8). The antimicrobial characteristics of AMP, their regulation of expression and their role in infectious and inflammatory dieseases is topic of our research.

2. Sensing of microorganisms by epithelial cells, in particular keratinocytes

In this research part, we are investigating the underlying mechanisms that allow epithelial cells to sense the presence of microorganisms and to initiate an adequate response based on the production of defense molecules auch as AMP and cytokines. The role of intracellular receptors to sense microbial structures in keratinocytes comprises the focus of this rearch topic.

3. Impact of the microbiota for the skin barrier

The role of the microbiota for an intact skin barrier is the main focus of this research part. By functional analyses using 2D and 3D skin models we will assess the influence of the microbiata and distinct microbiota members on the skin barrier. In this regard we will evaluate the influence of a dysregulated microbiota on the pathogenesis of infectious and inflammatory wkin diseases. A long-term goal is to genrate individualized, patient-based therapeutic concepts by improvement of the individual microbiota composition.