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FORSCHUNGSVERBUND - BIOMARKER IN DER INFEKTIONSMEDIZIN

Biomarker in der Infektionsmedizin

Infektionen mit Viren, Bakterien, Pilzen oder Parasiten stellen laut der World Health Statistics 2012 der WHO gerade in armen Ländern noch immer die Todesursache Nummer 1 dar. Trotz der Verfügbarkeit immer weiter verbesserter Antibiotika, neuer Medikamente und trotz Impfstoffen gegen ein definiertes Erregerspektrum sind Infektionserkrankungen auch in hoch entwickelten Industrienationen entgegen der landläufigen Meinung mit einer hohen Mortalitätsrate (in Mitteleuropa Todesursache Nummer 3 nach Herzkreislauf-Erkrankungen und Krebs) und oft komplexen und langwierigen Krankheitsverläufen verknüpft. In der jüngeren Vergangenheit häufen sich die Beispiele dafür, dass bestimmte virale (z.B. Papillomviren, HBV, Epstein-Barr-Viren) und bakterielle Erreger (Helicobakter pylori) an der Entstehung von Tumoren kausal beteiligt sind und auch für bestimmte Herz-Kreislauferkrankungen verantwortlich zeichnen (z.B. Streptokokken, Coxsackiviren; Entzündungen des Herzmuskels, Endokarditis, Endomyokarditis). Nicht selten liegt einer als Herz-Kreislaufversagen attestierten Todesursache gerade bei älteren oder immunsupprimierten Patienten ein nicht oder spät erkannter viraler oder bakterieller Infekt zugrunde. Auch bei künstlich herbeigeführter Immunsuppression, beispielsweise im Rahmen von Transplantationen (solide Organe, Knochenmark) zur Vermeidung von Abstoßungsreaktionen stellen Viren (Cytomegalievirus, Epstein-Barr-Virus) – reaktiviert durch die ausbleibende Kontrolle des unterdrückten Immunsystems – und Pilze (Candida, Aspergillus,non-Aspergillus-Schimmelpilze) eine erhebliche Komplikation dar, die nicht nur für den Patienten oft lebensbedrohlich ist sondern auch hohe Kosten verursacht.

Lagen die mit der Behandlung von reinen Infektionserkrankungen assoziierten Kosten in 2002 allein in Deutschland noch bei 3,7 Mrd. Euro, so belief sich der Aufwand 2008 bereits auf 4,4 Mrd. Euro – Tendenz weiter steigend (Statistisches Bundesamt, Bonn; Krankheitskostenrechnung). Nicht berücksichtigt in dieser Kennziffer sind die Behandlungskosten für Erreger-assoziierte Tumor- und Herzkreislauferkrankungen sowie der Aufwand für die Vermeidung / Kontrolle von Virusreaktivierungen in der Transplantationsmedizin.

Die Ursachen für die hohen Kosten zur Behandlung von Infektions- und Erreger-assoziierten Erkrankungen sind vielfältig: Viele Erreger sind wandlungsfähig und entwickeln bzw. akkumulieren  beispielsweise Resistenzen gegen Antibiotika (z.B. MRSA, ESBL) und antivirale Substanzen (z.B. Herpesviren, insbesondere Cytomegalieviren, HIV). Zudem sind sie aufgrund ihres Aufbaus und / oder ihrer Nähe zu den Stoffwechselprozessen in humanen Zellen schwer zu therapieren (z.B. Mykobakterien, Aspergillus, Candida, allg. Pilze, Parasiten) oder entziehen sich aufgrund ihrer Variabilität dem Zugriff von konventionell konzipierten Impfstoffen (z.B. HIV, Malaria).

Neben der Entwicklung neuer und verbesserter Medikamente sowie moderner Impfstoffkonzepte kann die schnelle, hochsensitive und hochspezifische sowie im Bedarfsfall Therapie-begleitende Diagnostik einen wesentlichen Beitrag zur gezielten und effizienten Behandlung und somit zur Senkung der Krankheitskosten leisten. Je schneller eine Infektion, beispielsweise über einen übergeordneten Biomarker (z.B. bakterielles Permeabilitätsprotein BPI) als Ursache für eine Erkrankung diagnostiziert wird und je früher der Erreger identifiziert ist (z.B. durch neue massenspektrometrische Verfahren), umso effizienter können die Ausbreitung des Erregers, ggf. die Genese Erreger-assoziierter Malignome (z.B Helicobacter) oder kardiale Komplikationen (bei Sepsis) durch geeignete therapeutische Maßnahmen verhindert werden. Je genauer zudem der Erreger und ausgewählte Parameter des Immunsystems qualitativ und quantitativ erfasst und durch die Diagnostik beschrieben werden (z.B. Resistenzprofil, Feintypisierung), umso gezielter kann die Therapie (z.B. Antibiose; Antimykotika) konzipiert und gesteuert (z.B. HCMV-, EBV-Reaktivierung) werden.

Erregerkomponenten selbst, Mediatoren des angeborenen Immunsystems sowie ausgewählte, Erreger-spezifische Faktoren des erworbenen Immunsystems (Host Response Marker) eignen sich grundsätzlich als Biomarker zum Nachweis, zur Feintypisierung und zur Verlaufskontrolle einer Infektion. Genauso wichtig wie für die Leistungsfähigkeit der Diagnostik ist die Identifikation und Auswahl geeigneter Biomarker für die Entwicklung und Validierung neuer Medikamente (z.B. Proteasom-Inhibitoren) oder viraler Vektorsysteme zu präventiven und therapeutischen Zwecken.

Aufgrund ihrer zentralen Bedeutung stehen Erreger- und Wirts-spezifische Biomarker als Grundlage für die Entwicklung neuartiger Diagnostika sowie zur Entwicklung und Validierung innovativer Medikamente und Vektorsysteme im Mittelpunkt des Verbundvorhabens.

Netzwerk:

Der Forschungsverbund setzt sich aus 11 Teilprojekten mit 11 universitären Arbeitsgruppen sowie 9 Unternehmen zusammen.

Akademische Partner sind insgesamt 7 Lehrstühle von folgenden bayerischen Universitäten:


> Universität Regensburg

> Friedrich-Alexander-Universität-Erlangen-Nürnberg (FAU)

> Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

> Technische Universität München (TU)


Die Projekte werden seitens der Industrie durch folgende Firmen unterstützt:


> Hyglos GmbH, Bernried

> NovaTec Immundiagnostika GmbH, Dietzenbach

> Mikrogen GmbH, Neuried

> Bruker Daltonik GmbH, Bremen

> Lophius Biosciences GmbH, Regensburg

> Juno Therapeutics GmbH, München

> 4SC Discovery GmbH, Planegg-Martinsried

> AmVac Research GmbH, Martinsried

> SIRION BIOTECH GmbH, Martinsried







 

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10.2013

Ende:
01.2017