Der Schwerpunkt “Tumorbiologie, Infektion und Immunität“ erforscht die molekularen Mechanismen der Abwehr von Tumoren und Mikroorganismen.

Sprecher: Univ.-Prof. Dr. Michael Hallek, Univ.-Prof. Dr. Florian Klein

Die Entstehung von Krebs-und Infektionserkrankungen betrifft häufig ähnliche molekulare Mechanismen. Chronische Entzündungen zählen beispielsweise zu den potenten Treibern von Krebserkrankungen. Auf der anderen Seite hat das Immunsystem eine essentielle Kontrollfunktion bei Tumorerkrankungen und Infektionen. Insbesondere das verbesserte Verständnis von adaptiver und angeborener Immunität hat eine hohe Relevanz für die Therapie beider Erkrankungen. Basierend auf den gemeinsamen komplexen molekularen Wechselwirkungen hat der Forschungsschwerpunkt hochgradig interaktive und synergetische Forschungsprogramme entwickelt, die sich in den letzten zehn Jahren zu einem sehr großen Forschungsschwerpunkt der Medizinischen Fakultät entwickelt haben.

Die Forschung im Bereich der Krebsbiologie und -therapie hat sich von der innovativen klinischen Forschung bis hin zur Entwicklung von personalisierten Ansätzen, bei denen die Patienten auf ihren Genotyp-abgestimmte spezifische Behandlungen erhalten, erweitert. Die enge Verzahnung von präklinischer und klinischer Forschung folgt dabei einer klar definierten Strategie, die von der grundlegenden genetischen und zellbiologischen Entdeckung bis zur präklinischen Überprüfung und weiteren Validierung in praxisändernden klinischen Studien reicht. Die Forschungsaktivitäten innerhalb dieses Schwerpunkts wurden durch erhebliche Drittmittelbeträge gefördert.

Im Gebiet Infektion und Immunologie erstreckt sich die Forschung von der Aufklärung grundlegender molekularer Mechanismen der Virulenz und Abwehr über Pathomechanismen auf der Ebene des Wirtsorganismuns bis hin zur Entwicklung antimikrobieller und immunmodulatorischer Therapieansätze sowie neuer Vakzine und antikörperbasierter Therapien gegen multiresistente Infektionserreger. Synergien mit der Onkologie entstehen beispielsweise durch das Verständnis der Evolution von Arzneimittelresistenzen, der Entwicklung von Antikörpervielfalt oder der Ko-Evolution von Krankheitserregern und ihrer Wirtsorganismen. Die translationale Infektionsforschung im Forschungsschwerpunkt 1 erfährt durch das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) eine essenzielle Förderung. 

Die Forschungsprogramme des Forschungsschwerpunktes werden derzeit von mehreren Verbundforschungskonsortien unterstützt: DFG-geförderte Konsortien wie den SFB 670 (Zellautonomer Immunität), die KFO 286 zur Chronisch Lymphatische Leukämie (CLL), BMBF-geförderte Konsortien (eMED, MILES-eMED), Deutsche Krebshilfe-geförderte Konsortien (KoSAR-Kompetenznetz Sarkome), Nationales Netzwerk für Genomische Medizin (nNGM Lungenkrebs), das Deutsche Konsortium für hereditäre Brust- und Eierstockkrebs (GC-HBOC), EU-finanziertes Konsortium im Rahmen von Horizon 2020 (BRIDGES) sowie über EU-Fonds für regionale Entwicklung (EMODI) und vom Land NRW durch die PerMed-Initiative NEGECA. Darüber hinaus beherbergt der Forschungsschwerpunkt Nachwuchsgruppen des Landes NRW, eine DKH geförderte Max-Eder-Nachwuchsgruppe, zwei Lichtenberg-Professuren der Volkswagenstiftung sowie eine Mildred-Scheel-Professur.  

Der Forschungsschwerpunkt “Homöostatische Prinzipien im Stoffwechsel und in der Geweberegeneration“ zielt darauf ab, die molekularen Prinzipien zu entschlüsseln, die das metabolische Signalling und die zellulären Wechselwirkungen in der Gewebeinstandhaltung, -reparatur und -alterung kontrollieren.

SprecherInnen: Univ.-Prof. Dr. Carien Niessen, Univ.-Prof. Dr. Jens Brüning

Das übergeordnete Ziel des Forschungsschwerpunktes ist es, die genetischen, molekularen und zellulären Interaktionen, Signaltransduktionsnetzwerke und metabolischen Regelprozesse der Gewebe- und Organhomöostase zu verstehen und dabei zu entschlüsseln, wie Veränderungen der Signalwege zu altersbedingten degenerativen und metabolischen Erkrankungen führen. Stoffwechsel- und damit assoziierte degenerative Erkrankungen betreffen aktuell 30% der deutschen Bevölkerung und stellen auch sozioökonomisch kritische Herausforderungen der klinischen Versorgung dar. Nach Vorhersagen der World Health Organization (WHO) soll es ab dem Jahr 2030 als Folge der vermehrten Prävalenz der Adipositas und mit ihr assoziierter Erkrankungen erstmals seit mehr als einem Jahrhundert zu einer Abnahme der durchschnittlichen Lebenserwartung kommen. Darüber hinaus ist mittlerweile unbestritten, dass durch den höheren Anteil der älteren Menschen in der Bevölkerung die Bedeutung altersassoziierter Erkrankungen, z.B. Wundheilungsstörungen, massiv zugenommen hat.

Ziel des Forschungsschwerpunktes ist es, auf der Basis der Identifizierung neuer Pathomechanismen innovative Strategien für die Prävention, Diagnose und Therapie von Stoffwechsel- und degenerativen Erkrankungen und mit ihnen assoziierter Folgekrankheiten wie Adipositas, Typ 2 Diabetes mellitus, Morbus Alzheimer sowie Erkrankungen der Haut, des Herz-Kreislaufsystems und der Niere zu entwickeln.

Die WissenschaftlerInnen des Forschungsschwerpunktes sind international hervorragend ausgewiesen. So gehört ein Arbeitskreis zu den weltweit führenden Arbeitsgruppen auf dem Gebiet der ZNS-abhängigen Regulation des Stoffwechsels. Dies wird sowohl durch hochrangige Publikationen als auch durch zahlreiche nationale und internationale Preise belegt. Ein international herausragender Schwerpunkt hat sich aus drei Arbeitsgruppen der Dermatologie, des CECAD und des ZMMK zusammen mit mehreren gezielt rekrutierten Juniorgruppen entwickelt. Hier gelang es, zwischen der dermatologischen Klinik, dem CECAD und dem MPI für die Biologie des Alterns ein ganz neues Verständnis der Signale herauszuarbeiten, welche die Balance zwischen epidermaler Differenzierung und Regeneration kontrollieren.

Die Entwicklung des Forschungsschwerpunktes beruht entscheidend auf engen Interaktionen mit den beiden auf dem Campus der Medizinischen Fakultät angesiedelte Max-Planck-Instituten für die Biologie des Alterns und für Stoffwechselforschung und insbesondere mit mehreren Arbeitsgruppen der Mathematisch Naturwissenschaftlichen Fakultät. Zusammen mit den systematischen Verbesserungen der Infrastruktur, den strategischen Berufungen in der Medizinischen Fakultät haben diese Kooperationen in den vergangenen 10 Jahren die wissenschaftliche Etablierung und den kontinuierlichen Ausbau dieses Forschungsschwerpunkts maßgeblich vorangetrieben.

Der Forschungsschwerpunkt “Neuromodulation” untersucht die Funktion und Funktionsstörungen von Synapsen, Neuronen und neuronalen Netzwerken, um ein umfassendes molekular- und systembasiertes Verständnis der Grundlagen neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen zu entwickeln.

SprecherInnen: Univ.-Prof. Dr. Veerle Visser-Vandewalle

Die enge strukturelle und personelle Verflechtung der neurowissenschaftlichen Arbeitsgruppen der Medizinischen Fakultät mit Arbeitsgruppen der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät und mit den ortsansässigen MPI für Biologie des Alterns bzw. für Stoffwechselforschung, dem Exzellenzcluster CECAD sowie mit den beiden Helmholtz-Zentren Forschungszentrum Jülich (FZJ) und Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) bietet dem Schwerpunkt Neuromodulation einen exzellenten Rahmen für international kompetitive, molekulare und systemphysiologische, neurowissenschaftliche Grundlagenforschung zu klinisch relevanten Themen. Umgekehrt tragen WissenschaftlerInnen des Schwerpunkts Neuromodulation wesentlich zu Teilprogrammen der Gesundheitsforschung am DZNE, dem Schlüsseltechnologie-Programm „Decoding the Human Brain“ des FZJ, beziehungsweise den Arbeiten am MPI für Stoffwechselforschung und für Biologie des Alterns bei, was sich unter anderem auch in gemeinsamen Berufungen der genannten Institutionen ausdrückt.

Die Zusammenarbeit mit den starken klinischen Neurofächern der Universitätsklinik Köln als national und international herausragenden klinischen Partnern mit den Schwerpunktbereichen neurodegenerative Erkrankungen (Demenzen, neurologische Bewegungsstörungen) und Schlaganfall, neuroimmunologische und neuroonkologische Erkrankungen, sowie funktionelle Neurochirurgie und Stereotaxie erlaubt nicht nur neurowissenschaftliche Grundlagenforschung sondern auch translational orientierte klinische Forschung auf höchstem Niveau. Die Umsetzung klinisch-relevanter Erkenntnisse in innovative Therapieansätze führt zu Investigator-initiated Trials (IIT), die in Zusammenarbeit mit dem ZKS Köln durchgeführt werden.

Da viele neuropädiatrische und neurologische Erkrankungen zu den seltenen Erkrankungen gehören, beteiligen sich die neuromedizinischen Fächer am Zentrum für Seltene Erkrankungen Köln und an nationalen und internationalen Forschungskonsortien. Auf diese Weise konnten die WissenschaftlerInnen und KlinikeInnen des Forschungsschwerpunktes Neuromodulation beispielsweise in den letzten Jahren entscheidend zur Etablierung der Tiefen Hirnstimulation bei der frühen Behandlung des Morbus Parkinson, wie auch bei speziellen, neurologischen und psychiatrischen Indikationen (u.a. Zwangsstörungen, Tourette-Syndrom, Dystonie) beitragen, als auch zur Aufdeckung der molekulargenetischen Ursachen der Spinalen Muskelatrophie (SMA) als einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung einer Gentherapie der SMA.

In Kooperation mit CERES werden mit EraNet Neuron Förderungen die ethischen und rechtlichen Rahmenbedingungen für eine Biomarker-basierte Prädiktion der Alzheimer Krankheit entwickelt. Über Förderung des EU Joint Programme – Neurodegenerative Disease Research (JPND) hat Köln eine führende Rolle in einem der weltweit größten Konsortien zu Genetik der Alzheimer-Demenz und Risikostadien (European Alzheimer’ Disease Biobank, EADB). In einem aktuellen multizentrischen BMBF-Projekt koordiniert Köln die bisher größte Psychotherapiestudie zur Altersdepression (CBTla-te) womit das Spektrum der altersassoziierten Erkrankungen erweitert wird.