Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie

Wann eine Infektionswelle ihren Höhepunkt erreicht, hängt unter anderem von saisonalen Temperaturschwankungen und veränderten Kontaktraten ab

Eine einzelne Genmutation kann eine Form der Autoimmunerkrankung Lupus hervorrufen

Die Parasiten wollen möglichst lange von dem Nahrungsangebot profitieren, das das Leben in in den Überträger-Mücken ihnen bietet

Der Tuberkulose-Impfstoff-Kandidat VPM1002, entwickelt von Max-Planck-Forscher Stefan H.E. Kaufmann und seinem Team, ist bei Neugeborenen mit und ohne HIV-Exposition gleichermaßen sicher und hat im Vergleich zum bislang einzig verfügbaren Impfstoff BCG weniger Nebenwirkungen – so die Ergebnisse einer neuen klinischen Studie.

Max-Planck-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben 2021 viele hochkarätige Veröffentlichungen publiziert. Wir haben eine Auswahl getroffen und stellen Ihnen zwölf Highlights vor. Ein Rückblick auf ein turbulentes Jahr 2021

Manchmal kann eine einzige Entdeckung ein ganzes Leben verändern. Für Emmanuelle Charpentier war die Entschlüsselung der Funktionsweise eines bis dahin nur Experten bekannten Enzyms ein solcher Moment. Das als CRISPR-Cas9 bekannt gewordene Trio aus einem Enzym und zwei RNA-Molekülen hat weit über die Wissenschaft hinaus Furore gemacht. Seitdem ist im Leben der Französin vieles anders geworden. Anfang Oktober 2015 ist sie als Direktorin ans Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie gekommen.

Ein Ort, an dem unangenehme Zeitgenossen wie Chlamydien, HI-Viren oder Tuberkulosebakterien im Zentrum stehen: das Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin. Vor 20 Jahren hat es Stefan H. E. Kaufmann als Gründungsdirektor mit aufgebaut. Seitdem erforscht der Wissenschaftler Stärken und Schwächen des Tuberkelbazillus. Die moderne Tuberkuloseforschung ist ohne ihn nicht denkbar – und er nicht ohne sie.

Weiße Blutkörperchen, die Netze auswerfen, um damit Krankheits erreger zu fangen – das überraschte vor nicht allzu langer Zeit die Wissenschaftler. Inzwischen profitieren die ersten Patienten von dieser Entdeckung.

Viele Parasiten haben komplizierte Lebenszyklen. Auch der Malaria-Erreger lebt in unterschiedlichen Organismen: in Mensch und Mücke. Wissenschaftler suchen daher nach einer Schwachstelle, um ihn an seiner Ausbreitung zu hindern.

Wir nutzen mathematische Modelle, um die Dynamik von Krankheitserregern wie SARS-CoV-2 und deren Wechselwirkungen untereinander und mit dem Immunsystem zu erforschen. Diese Modelle, gefüttert mit Daten von Gesundheitsbehörden, ermöglichen neue Einsichten in die Verbreitung von Krankheitserregern und die Effektivität von Impfungen. Unsere Studien zeigen, wie sich beispielsweise die gegenseitige Beeinflussung von Erregern auf Impfstrategien auswirken kann und betonen die Bedeutung des Impfzeitpunkts, besonders bei Kindern und in unterschiedlichen geografischen Regionen.

Malaria wird durch den Parasiten Plasmodium verursacht und von Moskitos auf den Menschen übertragen. Was aber geschieht, wenn während einer Trockenzeit keine Moskitos vorhanden sind? Unsere Forschungsgruppe untersucht die Mechanismen, die Malariaparasiten nutzen, um Trockenzeiten in ihrem Wirt zu überleben. Wir arbeiten mit einer Partnergruppe des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Bamako, Mali, zusammen, wo wir über 600 Probanden über lange Zeiträume hinweg untersuchen.

Für unser Immunsystem ist Kommunikation entscheidend. Wenn Erreger unseren Körper angreifen, muss diese Information weitergeleitet und in Aktivität umgesetzt werden. Wir untersuchen die Signal-Mechanismen des angeborenen Immunsystems, um ein grundlegendes Verständnis für die Funktion dieser Signalwege zu schaffen. Dazu haben wir die Entstehung des Myddosome visualisiert: ein Supramolekulares Organisationszentrum (SMOC), das gebunden an Immunrezeptoren die Signalweitergabe steuern kann. Unsere Ergebnisse helfen, das dynamische Zusammenspiel von Signalstoffen in Immunzellen zu verstehen.

Mücken übertragen Malaria – aber nicht jede Mücke ist gleich. Unser Forschungsteam hat entdeckt, dass manche Mückenarten den Malariaparasiten besser übertragen als andere, nachdem wir in vier afrikanischen Ländern Tausende Mücken gesammelt haben. Mit einem statistischen Modell konnten wir zeigen, dass nicht die Anzahl der Insekten, sondern das Verhältnis zueinander, in dem zwei verschiedene Mückenarten vorkommen, die Präsenz gefährlicher Malariaparasiten beeinflusst. Neue Ergebnisse zeigen außerdem, dass auch der Moskito-Stoffwechsel die Virulenz des Malaria-Erregers beeinflussen kann.

Ein Organismus wird tagtäglich mit einer Vielzahl von Krankheitserregern konfrontiert. Das Immunsystem hat daher im Laufe der Evolution viele ausgeklügelte Abwehrmechanismen entwickelt. Unser Team beschrieb 2004 einen bis dahin unbekannten Mechanismus: Neutrophile Granulozyten als Zellen des Immunsystems können schädliche Mikroorganismen in Netzen fangen. Interessanterweise sind diese Netze im Wesentlichen nicht nur aus den gleichen Bestandteilen wie die Erbsubstanz aufgebaut, bei der Netzbildung laufen auch Schritte ab, die sonst nur bei der Zellteilung stattfinden.