Epigenetik chronischer Lungenerkrankungen
Universitäre Liaisongruppe
Unsere Forschung beschäftigt sich mit der Entschlüsselung der Rolle der Epigenetik bei der Entstehung, Festschreibung und Verschlechterung von chronischen Lungenerkrankungen. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf dem kollektiv als ‚Exposom‘ beschriebenen Einflüssen, wie z.B. Luftschadstoffe, infektiöse Erreger, Allergene aber auch dem Darmmikrobiom. Unser Ziel als universitäre Liaison-Gruppe ist es neben der mechanistischen Aufklärung der epigenetischen Regulation, neue Biomarker und innovative therapeutische Ansätze (Theranostics) zu entwickeln und translational in Kohorten (Sektionswebseite ALLIANCE; Napkonprojekt) zu testen.
Auf der Suche nach Bachelor- / Masterarbeiten, Dissertationen oder medizinischen Doktorarbeiten oder als PostDoc? Kontaktieren Sie uns gerne (Unser Team (uksh.de)!
All-Age-Asthma (ALLIANCE) Kohorte (CARE & CONTROL)
Unser Labor ist am Standort Lübeck wesentlich an der Rekrutierung, Probenverarbeitung, Messung und Phänotypisierung der ALLIANCE Kohorte (ALLIANCE (All Age Asthma Cohort) - Deutsches Zentrum für Lungenforschung (dzl.de)) beteiligt. Im Rahmen des BMBF geförderten Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL) rekrutiert die Sektion Pädiatrische Pneumologie & Allergologie des UKSH Lübeck (Sektion für Pädiatrische Pneumologie und Allergologie - Lübeck (uksh.de)) Kinder und Jugendliche mit Asthma und Vergleichskontrollen. Ziel ist es für das heterogene Syndrom Asthma mittels hochauflösende klinischer und molekularer Charakterisierung Präzisionsmedizin zu entwickeln.
Epigenetische Landschaft in chronischen Lungenerkrankungen (CONTROL)
Die Epigenetik zeichnet sich durch ein hohes adaptives Verhalten aus. So können epigenetische Mechanismen (z.B. mikro-RNA bzw. DNA-Methylierungen) auf Signale innerhalb und außerhalb des Körpers reagieren und eine optimale Reaktion des Organismus gewährleisten. Besonders die DNA-Methylierung erweist sich hierbei als besonders plastisch und bildet ein Zellgedächtnis vorausgegangener Expositionen. Diese Expositionen werden zusammengefasst als Exposom bezeichnet und beinhalten neben respiratorischen Pathogenen (z.B. Viren) auch Allergene oder (e)-Zigarettenrauch. Aber auch Wachstumsfaktoren, körpereigene Botenstoffe (z.B. Zytokine) und Hormone beeinflussen diese Zellgedächtnis. Im Idealfall optimiert die Zelle die Stimulus-spezifische Reaktion. Jedoch finden sich Hinweise, besonders bei chronisch lungenkranken Personen, dass ein nachteilbehaftetes Gedächtnis angelegt wurde, welches das Fortschreiten der Erkrankung begünstigt.
Wir untersuchen daher die Plastizität und Persistenz von epigenetischen Merkmalen in Zellen von Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen. Gleichzeitig studieren wir grundlegende Mechanismen, wie diese Merkmale entstehen, bei der Organentwicklung / Organfunktion beteiligt sind und weitergegeben bzw. verändert werden können, um innovative, therapeutische Interventionen zu entwickeln.
Lungenumbauprozesse in Asthma (und anderen chronischen Lungenerkrankungen) (CARE)
Serologische neo-Epitopmarker von extrazellulären Matrixbestandteilen (EZM) der Lunge stellen eine minimalinvasive Möglichkeit der Messung von Lungenumbauprozessen dar und bilden somit eine spezifische Signatur der Krankheitsaktivität. Wir untersuchen u.a. Kollagene und Elastin sowie deren Proformen und proteolytische Fragmente in Asthma, chronische-obstruktiver pulmonaler Erkrankung (COPD), Cystischer Fibrose (CF) und vergleichen diese zwischen den chronischen Lungenerkrankungen vor dem Hintergrund der Lungenentwicklung und Lungenfunktionsverlusts. Auch untersuchen wir die epigenetische Regulation von EZM-Proteinen nach viralen Infektionen.
Europäische Union
- Innovative Training Network 'RESPIRE EXCEL’ (EU Maria-Skłodowska-Curie Action) (Project Coordinator: Martijn Nawijn, University of Groningen, Niederlande; Training Coordinator: Markus Weckmann; Science Coordinator: Jenny Mjösberg (Karolinska Institute, Schweden - to be announced)
Bundesministerium für Bildung und Forschung
- Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL), Research Center North (ARCN)
- Disease Area Asthma / Allergy: All-Age-Asthma- Kohorte
Landesförderung
- Follow-Up of Respiratory Infections Schleswig-Holstein (FRISH) (für HL: Markus Weckmann, Folke Brinkmann)
Industriekooperationen
- Novartis: Predik-TUM
Stiftungen und Gesellschaften
- TBC e.V. - Schleswig Holstein: Epigenetic and genetic evaluation of treatment outcome in patients with multidrug-resistent and drug-sensitive tuberculosis (Maja Reimann, Markus Weckmann, Folke Brinkmann)
Molekularbiologische Methoden
- SDS-PAGE, Western Blots
- PCR, präparative Agarosegele, Q-PCR
- Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP)
- Dot Blot
- Klassische, sowie Immunhistologie
Gentechnische Methoden (S1 und S2) und Next-Generation Sequencing
- coli Proteinexpression
- Klonierungen, Vektordesign
- Lipofektion
- siRNA
- dCAS gesteuerte Methyltransferasen (in Entwicklung)
- Pyro-Sequenzierung, RNA-Sequenzierung (Präanalytik)
- Spatial Methylomics
Data Science
- Design of Experiments Layouts
- RNA-Seq Analysen (differentielle Expression, Anreicherungen)
- DNA-Methylierungsanaylsen (differentielle Methylierungen, eQTL)
- Kohortendesign und Kohortenanalysen (cross-sectional, longitudinal)
Zellbiologische Verfahren
- Primärzellkultur (Nasenepithelzellen, periphere Blutzellen, breite Palette von Lungenzellen)
- Air-Liquid-Interface Kulturen
- Infektionen mit Humanpathogenen (z.B. Rhinoviren) bzw. Genfähren (Lentiviren)
- 3D Zellmigrationsassay (SiMA)
2024
Abu Risha, M, Reddy, KD, Nemani, SSP, Jakwerth, C, Schmidt-Weber, C, Bahmer, T, Hansen, G, von Mutius, E, Rabe, KF & Dittrich, A-M et al. 2024, 'Epigenetic training of human bronchial epithelium cells by repeated rhinovirus infections', ALLERGY. https://doi.org/10.1111/all.16388
Jung, L, Buchwald, IC, Hauck, A, Lüthgen, M, Jagomast, T, Weckmann, M, Drömann, D & Franzen, KF 2024, 'The Impact of Heat-Not-Burn, E-Cigarettes, and Cigarettes on Small Airway Function', Tobacco use insights, Jg. 17, S. 1179173X241271551. https://doi.org/10.1177/1179173X241271551
2022
Kopp MV, Weckmann M, Nissen G, Ricklefs I, Härtel C. Two Beer(s) or Not Two Beer(s): The eNose as an Instrument to Pacify the World. Klin Padiatr. 2022 Feb 9. doi: 10.1055/a-1714-8895. Online ahead of print. PMID: 35139542 English.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35210326/
Maison N, Omony J, Illi S, Thiele D, Skevaki C, Dittrich AM, Bahmer T, Rabe KF, Weckmann M, Happle C, Schaub B, Meier M, Foth S, Rietschel E, Renz H, Hansen G, Kopp MV, von Mutius E, Grychtol R; ALLIANCE Study Group. T-high asthma phenotypes across life span. Eur Respir J. 2022 Feb 24:2102288. doi: 10.1183/13993003.02288-2021. Online ahead of print. PMID: 35210326
Rønnow SR, Sand JMB, Staunstrup LM, Bahmer T, Wegmann M, Lunding L, Burgess J, Rabe K, Sorensen GL, Fuchs O, Mutius EV, Hansen G, Kopp MV, Karsdal M, Leeming DJ, Weckmann M; ALLIANCE Study Group as part of the German Center of Lung Research (DZL). A serological biomarker of type I collagen degradation is related to a more severe, high neutrophilic, obese asthma subtype. Asthma Res Pract. 2022 Apr 13;8(1):2. doi: 10.1186/s40733-022-00084-6.PMID: 35418159 Free PMC article.
Leitung der Forschungsgruppe
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
