Sepsis, im Volksmund auch als Blutvergiftung bekannt, ist eine Infektion des gesamten Körpers und eine lebensbedrohliche Erkrankung. Verursacher einer Sepsis sind Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Viren, die in den Körper eindringen und das Immunsystem überfordern. Wenn den Abwehrzellen in diesem Kampf jedoch zu viel zugemutet wird, schaffen es die Keime, sich über die Blutbahn im Körper auszubreiten. Eine lokal begrenzte Infektion wird dann systemisch und es kommt zu einer Überreaktion des Immunsystems, die bis zum Tod führen kann.
Forschung mittels neuer Verfahren
Eine wichtige Rolle bei der Sepsis spielt das Endothel, eine dünne Schicht aus Endothelzellen, die das Innere (Lumen) von Blutgefäßen auskleidet und dadurch als Barriere zwischen Blut und Gewebe dient. Bei der Sepsis bricht das Endothel auf, dadurch rinnt Blut aus, der Blutdruck sinkt, es kommt zu Ödembildungen in den Organen und letztendlich zum Organversagen. „Daher bauen wir im Rahmen des FTI (Forschung, Technologieentwicklung und Innovation) Leuchtturm-Projekts neue physiologisch relevante Testsysteme auf, um die Interaktion zwischen den überreagierenden Immunzellen und dem Endothel genau erforschen zu können. Wir verwenden dafür optogenetische Methoden“, so Projektleiter Prof.(FH) Mag. Dr. Christoph Wiesner.
Zellen ein- und ausschalten
Die Optogenetik ist eine Kombination genetischer und optischer Methoden, die darauf abzielt, bestimmte Ereignisse in spezifischen Zellen oder lebenden Geweben gezielt mit Licht zu aktivieren (gain-of-function) bzw. abzuschalten (loss-of-function). Das Verfahren wurde 2002 erstmals für die Neurologie entwickelt und bereits 2010 von der „Nature Methods“-Redaktion zur Methode des Jahres gewählt. Die Optogenetik habe das Feld der neurologischen Forschung verändert, heißt es in dem Editorial der Ausgabe (DOI: 10.1038/nmeth.f.321). Inzwischen wird diese Methode in unterschiedlichen Formen auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt. Um Entzündungen gezielter untersuchen zu können, werden lichtaktivierbare Domänen (isoliert aus Pflanzen oder Algen) mit Effektorproteinen fusioniert. Dieses Prozedere erlaubt, Entzündungswege, die zum Beispiel bei der Sepsis eine wichtige Rolle spielen, via Licht ein- und auszuschalten. „Dadurch können molekulare Mechanismen, die während einer Entzündungsreaktion in den einzelnen Zellen ablaufen, gezielt erforscht werden. Im Idealfall werden wir neue Zielmoleküle, sogenannte Targets, finden, mit denen wir dann die Diagnostik und Therapie verbessern können“, ist Wiesner zuversichtlich.
Über das Projekt
Das Projekt „Inflammation, Sepsis und Regeneration“ hat die Verbesserung der diagnostischen Möglichkeiten von Sepsis, wie die raschere Diagnose einer systemischen Infektion, die Generierung von physiologisch relevanten Zellkulturmodellen zur Charakterisierung der Rolle des Endothels während der Sepsis sowie die Untersuchung des Effekts der Entfernung von Entzündungsmediatoren durch extrakorporale Adsorptionstherapien in septischen Patientinnen und Patienten zum Ziel. Das FTI-Projekt wird vom Land Niederösterreich und in Kooperation mit der Donau-Universität Krems, die die Projektleitung innehat, sowie dem Universitätsklinikum St. Pölten durchgeführt.
Über Christoph Wiesner
Prof.(FH) Mag. Dr. Christoph Wiesner ist Professor und Projektleiter am Department of Life Sciences der IMC Fachhochschule Krems. Er verfügt über langjährige Erfahrung im Bereich Projektmanagement und im Aufbau komplexer Gewebe- und Krankheitsmodelle, darunter Vollhautäquivalente, miniaturisierte Tumorsphäroide, Darm- und Sepsis-Modelle, sowie optogenetische Zellmodelle. Die Kernkompetenzen seiner Gruppe liegen vor allem in der Etablierung dreidimensionaler Modelle für die Untersuchung von Wirkstoffen (High-Content-Screening), die Aufklärung zellulärer und molekularer Mechanismen im Krankheitsgeschehen und für die Identifizierung therapeutischer Targets.
