Unsere FAUngl

Dr. Christian Schwartz

Name der Nachwuchsgruppe: Innate checkpoints of T cell regulation

Forschungsthema: Adipositas-vermittelte Fehlregulation des Immunsystems

Dr. Christian Schwartz arbeitet mit seiner Nachwuchsforschungsgruppe (NFG) an der Regulation der T-Helferzellantwort durch angeborene Zellen. Ein wichtiges Ziel dabei ist es zu verstehen, wie diese Interaktionen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit reguliert werden. Insbesondere die Typ-2-Immunantworten, die bei Allergien, parasitären Infektionen, der Homöostase des Fettgewebes und der Wundheilung vorherrschen, stehen im Mittelpunkt seiner Forschung. Übergewicht und Fettleibigkeit betreffen bereits mehr als die Hälfte der erwachsenen Bevölkerung in Deutschland und etwa jedes sechste Kind. Diese chronische Erkrankung führt häufig zur Entwicklung weiterer Krankheiten, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Typ-2-Diabetes und bestimmte Krebsarten – aber auch andere entzündliche Prozesse werden mit Übergewicht und Adipositas in Verbindung gebracht: die Entwicklung von Allergien, wie z. B. atopische Dermatitis oder Asthma, die Beeinträchtigung der Wundheilung und Geweberegeneration, ein erhöhtes Risiko für bakterielle Wundinfektionen. Da die zugrundeliegenden Prozesse noch nicht ausreichend sind, ist es das Ziel der NFG die immunologischen und molekularen Mechanismen zu verstehen, welche die mit Fettleibigkeit einhergehende periphere Entzündung verursachen.

Dr. Jane Müller

Name der Nachwuchsgruppe: DiSoJu Digitale Souveränität Jugendlicher

Dr. Jane Müller bearbeitet mit ihrer Nachwuchsforschungsgruppe (NFG) den Begriff der digitalen Souveränität im Hinblick auf seine Eignung zur Übertragung auf Menschen. Die NFG nutzt digitale Souveränität dabei als einen Zugang zur Analyse von Mensch-Medien-Konstellationen und geht der Frage nach, ob bzw. inwiefern (relative) Souveränität vor dem Hintergrund von Digitalität möglich ist. Digitale Souveränität wird somit nicht als erreichbarer oder zu erreichender Zustand von Individuen konzipiert. Im Projektverlauf arbeitet die NFG ein theoretisch wie empirisch tragfähiges Konzept digitaler Souveränität aus.

Dr. Stefan Münster

Forschungsthema: Die Rolle von physikalischen Kräften zwischen Epithelien und ihrer Umgebung für die Morphogenese von Geweben

Die Emmy-Noether-Gruppe von Stefan Münster untersucht die biophysikalischen Grundlagen der Morphogenese, der Prozess durch den Organismen während ihrer Entwicklung ihre Form gewinnen. Im Fokus der Arbeit liegen dabei die mechanischen Kräfte die das wachsende Gewebe „in Form bringen“. Von besonderem Interesse sind Kräfte die zwischen Geweben und deren Umgebung erzeugt werden. Diese gewebeextrinsischen Kräfte stehen im Gleichgewicht mit Kräften die innerhalb eines Gewebes erzeugt werden (gewebeintrinsische Kräfte) und beeinflussen maßgeblich die Symmetriebrechung der resultierenden Gewebefaltungen, wodurch sich erst komplexe Strukturen bilden können. Mit hochauflösender Lichtmikroskopie, automatisierter Bildanalyse, genetischer und biophysikalischer Manipulation sowie mathematischer Modellierung von Gewebekräften und -verformungen sollen die mikroskopischen Mechanismen, die morphogenetischen Prozesse antreiben, quantitativ aufgedeckt werden. Dazu benutzt die Arbeitsgruppe zum einen die Embryonalentwicklung des Reismehlkäfer (Tribolium castaneum) als in vivo Modelsystem, um das grundlegende Verständnis der physikalischen Prinzipien der Morphogenese zu erweitern. Zum anderen werden Gewebekulturen benutzt, um außerdem die Prinzipien aufdecken die notwendig sind, um komplexe Architekturen in multizellulären Ex-vivo-Systemen, wie z.B. Organoiden, zu kreieren.

Dr. Gloria Lutzny-Geier

Forschungsthema: Tumor-Mikromilieu Interaktion (AG Microenvironment)

Tumorzellen der B-Zell-Lymphome benötigen stimulierende Signale aus dem umgebenden Mikromilieu, um zu überleben. Das Ziel ist zu verstehen, wie verschiedene Signalwege des komplexen Mikromilieus und der Tumorzelle selbst aktiviert werden. Daher untersuchen wir die Regulationsmechanismen der Tumorzellen bei der Interaktion mit dem Mikromilieu in einer 3-dimensionalen Umgebung und die Möglichkeiten in diese Modulationen der Knochenmarksnische einzugreifen, um neue therapeutische Ansätze entwickeln zu können. Das Prinzip der 3D Zellkultur verwenden wir auch bei soliden Tumoren, wie dem Mammakarzinom. Die Generierung von primären Organoiden gibt uns die Möglichkeit die Kommunikation und Migration von Immunzellen sowie das Metastasierungspotential des Tumors zu charakterisieren.

Dr. Anna-Maria Liphardt

Forschungsthema: Veränderung der muskuloskelettale Funktion durch rheumatisch-entzündliche Erkrankungen

Die Arbeitsgruppe erforscht, wie rheumatisch-entzündliche Erkrankungen die muskuloskelettale Funktion verändern. Gewebe des Bewegungsapparates (z. B. Knochen, Knorpel, Muskulatur und Sehnen) zeichnen sich durch unterschiedliche Gewebeeigenschaften und eine hohe Anpassungsfähigkeit aus und Belastung durch mechanische Reize spielen eine essentielle Rolle in den Regelkreisläufen der Gewebsanpassung. Morphologische Veränderungen im Bewegungsapparat manifestieren sich früh in einer veränderten Funktion, die sich langfristig wiederum auf die Gewebegesundheit auswirkt, umgekehrt können Veränderungen der Gewebeeigenschaften – ausgelöst durch pathogene Prozesse – zu Änderungen der Funktion führen. Ein Schwerpunkt dieser Arbeitsgruppe ist die Identifikation funktioneller und biochemischer Biomarker für Veränderungen von Krankheitsaktivität und muskuloskelettaler Homöostase. In Immobilisationsmodellen (Bettruhe / Mikrogravitation) untersuchen wir die Auswirkungen extremer Reduktion mechanischer Belastung auf das muskuloskelettale System ohne den zusätzlichen Effekt von Erkrankung oder Verletzung.

Dr. Andreas Sagner

Forschungsthema: Zeitliche Musterbildung im embryonalen Nervensystem

Das Vertebraten-Nervensystem ist eines der komplexesten Organsysteme im gesamten Tierreich. Seine Funktion beruht auf einer großen Anzahl an molekular und funktionell unterschiedlichen Nervenzellen, welche während der Embryonalentwicklung korrekt spezifiziert und miteinander verbunden werden müssen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass räumliche Signale im embryonalen Nervensystem eine wichtige Rolle für die Bildung verschiedener Klassen von Nervenzellen spielen. Diese Signale sind allerdings bei Weitem nicht ausreichend, um die Diversität der Nervenzellen vollständig zu erklären. Meine aktuelle Arbeit hat ein zusätzliches, zuvor unbekanntes, zeitliches Programm entdeckt, welches die verschiedenen Klassen von Nervenzellen weiter unterteilt. Dieses Programm beruht auf Transkriptionsfaktoren, welche spezifisch für frühe, intermediäre und spät-gebildete Nervenzellen sind. Die Hauptziele meiner Arbeitsgruppe sind: 1.) die molekularen Signale und genetischen Netzwerke zu verstehen, die die zeitliche Musterbildung der Nervenzellen kontrollieren, 2.) zu charakterisieren, wie räumliche und zeitliche Signale integriert werden, um spezifische Typen von Nervenzellen zu bilden, und 3.) den Beitrag dieses zeitlichen Programms zu neuronaler Diversität und korrekter Konnektivität im adulten Rückenmark zu bestimmen.

Dr. Kilian Schober

Forschungsthema: Understanding & Engineering Human T Cell Immunity

T-Zellen sind ein elementarer Teil des Immunsystems. Sie erkennen über den T-Zell-Rezeptor Zielstrukturen (sog. Antigene) auf infizierten oder körpereigenen (im Falle von Tumorerkrankungen: entarteten) Zellen. Das Ziel unserer Arbeitsgruppe ist, die Grundlagen humaner T-Zell-Immunität zu verstehen und auf der Basis dieses Verständnisses durch Genetisches Engineering neue Therapien gegen Infektions-, Tumor- und Autoimmunerkrankungen zu entwickeln. Wir verwenden modernste Methoden der Biomedizin wie Einzelzell-RNA-Sequenzierung und – in Kollaboration mit dem Helmholtz-Zentrum in München – künstliche Intelligenz, um das Schicksal von Antigen-spezifischen T-Zellen nachzuverfolgen. Als humanes in vivo „Modell“ untersuchen wir insbesondere Kohorten von Impflingen, die gegen SARS-CoV-2 oder Gelbfieber immunisiert wurden. Schließlich wenden wir die gewonnenen Erkenntnisse an, indem wir durch die Genschere CRISPR/Cas9 T-Zellen gezielt so „programmieren“, dass sie besonders gut infizierte oder Krebszellen bekämpfen können, dabei ihre natürlichen Eigenschaften möglichst vollständig erhalten („Physiological Engineering“).

Dr. Alison Mitchell

Forschungsthema: Galactic Cosmic Rays and Pulsar Environments

The search for the origins of cosmic rays — high energy particles from space — has made enormous progress since their discovery over a hundred years ago. However, the origins of the most energetic cosmic rays in our Galaxy remain enigmatic. Although previously disfavoured, powerful pulsars have recently reemerged as top candidate sites for particle acceleration to very high energies. Using data from the HESS telescopes based in Namibia and the future Cherenkov Telescope Array, we can use gamma-rays to look in detail at cosmic rays in pulsar environments. Combining this with multi wavelength information, we aim to build a more complete understanding of these systems and the role that cosmic rays play in the dynamical environments of pulsars.

Dr. Matthias Braun

Forschungsthema: Ethik und Governance neuer Technologien

In seiner Forschung beschäftigt sich Matthias Braun aus einer sozialethischen Perspektive mit den Chancen und Herausforderungen neuer Technologien. Dabei geht es darum zu erforschen und besser zu verstehen, wie neue Technologien soziale Lebensformen und Institutionen verändern und wie man diese Veränderungen verantwortlich gestalten kann. Matthias Braun hat hier einen Ansatz konkreter Ethik entwickelt, der unterschiedlichen Methoden systematisch zusammenbringt. Um den disruptiven Charakter neuer Technologien wie künstlicher Intelligenz, Big Data oder auch Genome Editing zu verstehen, nutzen wir in der Gruppe einerseits empirische Methoden um gesellschaftliche Wertvorstellungen, Einstellungen und Wahrnehmungen untersuchen zu können. Zweitens nutzen wir analytisch-hermeneutische Methoden um zu verstehen, wie bestimmte Normen oder Konzepte wie zum Beispiel Vulnerabilität, Selbstbestimmung, Gesundheit und Krankheit, Gerechtigkeit oder Solidarität Orientierung bieten können oder aber auch justiert und neu gedacht werden müssen. Diese beide Stränge unserer Forschung bringen wir dann so zusammen, dass wir unterschiedliche Verhaltens- und Handlungsoptionen für die gesellschaftliche Gestaltung im Umgang mit neuen Technologien entwickeln.

Dr. Manuel Keith

Forschungsthema: Anreicherung kritischer Metalle in der Erdkruste

Die Versorgung mit kritischen Metallen für die Energiewende und für eine nachhaltige Zukunft ist eine gewaltige Herausforderung für die Europäische Union. Der Ausbau von erneuerbaren Energien und der Elektrifizierung erfordert große Mengen an Rohstoffen, wie Kupfer oder Kobalt und es wird noch Jahrzehnte dauern, diesen Bedarf über eine Kreislaufwirtschaft zu decken. Daher müssen diese metallischen Rohstoffe nachhaltig abgebaut werden und unsere Forschung trägt wesentlich dazu bei, die besten Lagerstätten und Aufbereitungsmethoden hierfür zu bestimmen. Wir beschäftigen uns mit der Verteilung von Metallen und Halbmetallen in der Erdkruste und nutzen modernste Analysemethoden, um den Transport und die Anreicherung dieser Elemente zu verstehen. Perspektivisch wollen wir hiermit dazu beitragen, die Versorgung von kritischen Metallen zu sichern, sowie deren Gewinnung nachhaltiger zu gestalten.

Dr. Markus Schiegg

Forschungsthema: Flexible Schreiber in der Sprachgeschichte

Variation ist eine zentrale Eigenschaft natürlicher Sprachen. Wie flexibel historische Schreiberinnen und Schreiber der allgemeinen Bevölkerung in ihrem Sprachgebrauch waren, wurde bislang aber kaum untersucht. In meiner Forschungsgruppe erarbeiten wir ein digitales Korpus überwiegend aus Briefen von Patientinnen und Patienten deutscher und britischer psychiatrischer Anstalten des 19. Jahrhunderts, die oftmals nicht abgesendet wurden und immer noch in den Archiven liegen. Da hier von einzelnen Personen Briefe an unterschiedliche Adressaten und oft aus einem langen Zeitraum überliefert sind, bieten sich diese Texte besonders für die Analyse intraindividueller Variation und Sprachwandel an, der hier auch durch zunehmendes Alter und unterschiedliche Krankheiten beeinflusst sein kann.

Dr. Andrea Thoma-Kreß

Name der Nachwuchsgruppe: Retrovirale Pathogenese: HTLV-1 und Adulte T-Zell-Leukämie

Forschungsthema: Übertragung von Viren über die Muttermilch

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Übertragung und Pathogenese des tumorauslösenden Retrovirus Humanes T-Zell-Leukämievirus (HTLV-1). Mehr als 10 Millionen Menschen weltweit, v.a. in Südamerika, der Karibik, Japan, Sub-Sahara-Afrika oder Zentralaustralien, sind meist unwissentlich mit HTLV-1 infiziert, da die Infektion zunächst ohne Symptome verläuft. Nach jahrzehntelangem „Schlummern“ der Viren kann es zu schwerwiegenden Erkrankungen wie einer aggressiven Leukämie kommen. Im Zentrum unserer BMBF-geförderten Nachwuchsgruppe steht, die Übertragung von HTLV-1 über zellhaltige Körperflüssigkeiten wie Muttermilch besser zu verstehen. Muttermilch bietet sehr viele gesundheitliche Vorteile und in vielen Ländern, in denen das Virus stark verbreitet ist, besteht oftmals aufgrund begrenzter Ressourcen nicht die Möglichkeit, Ersatzprodukte zu verwenden. Langfristiges Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es daher, Präventionsstrategien zu entwickeln, die die HTLV-1 Infektion wirksam unterbrechen, aber das Stillen weiterhin erlauben.

Dr. Hatem Elliesie, MLE

Forschungsthema: Identitätsstiftende Praktiken und subkulturelle Lebenswelten in Türsteher-, Kampfsport-, Rap- und Shisha-Bar-Szenen

Gegenstand des Forschungsprojekts von Dr. Elliesie ist die Erforschung von Selbstwahrnehmungsmustern von und Fremdzuschreibungen auf Angehörige von Großfamilien mit nah- und mittelöstlichen Provenienzen in Deutschland. Hierbei sollen insb. wenig erforschte Bereiche wie die Türsteher-, Kraftsport- und Kampfsportszenen sowie Bereiche der Gangsta-Rapszene und Lebensumfelder ausgewählter Shisha-Bars betrachtet werden. Forschungsziel ist es, Einblicke in die Ausformungen subkultureller Lebensstile und Handlungspraktiken der beteiligten Akteure wissenschaftlich fundiert und ausdifferenziert zu gewinnen. Die Grundlagenforschung soll zum besseren Verständnis großfamiliärer Strukturen, ihren Interaktionen untereinander, Einstellungen unterschiedlicher Generationen und der Interaktion in und mit der sog. Mehrheitsgesellschaft beitragen.

Dr. Johannes Fürst

Forschungsthema: Die Zukunftsstrategie für weltweite Gebirgsgletscherprognosen

Der weltweite Gletscherrückzug wird zunehmend greifbar und der damit verbundene Eisverlust dominiert seit vielen Jahrzehnten den kryosphärischen Beitrag zur Veränderung des Meeresspiegels. Gletscher sind inzwischen ein Symbol für die Auswirkungen des sich allgemein erwärmenden Klimas. In unserer Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns mit der Entwicklung eines neuartigen, konsistenten, eisdynamischen Prognoseverfahrens für die globale Gletscherentwicklung unter zukünftiger Klimaerwärmung. Das Herzstück dieses Modellierverfahrens ist die systematische Nutzung der Informationsflut aus der satellitengestützten Fernerkundung. Zu diesem Zweck kommen transiente Assimilationstechniken zum Einsatz. Wie bei der Wettervorhersage soll versucht werden jede einzelne Messung zum jeweiligen Aufnahmezeitpunkt in die Vorwärtssimulationen einfließen zu lassen um die Prognosen bestmöglich zu informieren.

Dr. Sebastian Zundler

Forschungsthema: Einfluss der Immunzellwanderung auf mukosale Wundheilung und intestinale Entzündung bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Dr. Zundler beschäftigt sich mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Bei diesen Erkrankungen kommt es durch ein Zusammenspiel von Umweltfaktoren mit genetischen Faktoren zu einer fehlgeleiteten Immunreaktion im Darm, die zu wiederkehrenden Entzündungsschüben führt. Eine medikamentöse Heilung ist nach wie vor nicht möglich. Das besondere Interesse von Sebastian Zundler gilt den Wanderungsvorgängen von Immunzellen im Rahmen der Krankheitsentstehung. Diese Prozesse können bereits erfolgreich mit Medikamenten beeinflusst werden können, trotzdem sind sie bislang nur unzureichend erforscht. Die Gruppe von Dr. Zundler hofft daher, mit ihrer Arbeit einen effektiveren und nebenwirkungsärmeren Einsatz bestehender und die Entwicklung neuer Medikamente auf diesem Gebiet zu ermöglichen.

Dr. Nadja Ray

Forschungsthema: Multiscale modeling and analysis of porous media applications with evolving microstructures

Nadja Ray works in the field of applied mathematics. She is interested in multiscale modeling and porous media applications. She thereby particularly focuses on problems including evolving microstructures, e.g. due to chemical dissolution-precipitation reactions. Moreover, in one of her projects, she investigates influencing factors of the formation and turnover of soil microaggregates, and their impact on soil functions.

Dr. Nadia Müller-Voggel

Forschungsthema: Von akut zu chronisch – auf der Suche nach neurophysiologischen Markern von Tinnitus

Wie kann unser Gehirn die Wahrnehmung eines Tons erzeugen, der objektiv nicht nachweisbar ist? Diese Frage ist für etwa 20 Prozent unserer Bevölkerung, die unter einem chronischen Tinnitus leidet, höchst relevant. Wahrnehmung ist kein genaues Abbild der uns umgebenden Umwelt, sondern ein aktiver Prozess unseres Gehirns, mit dem wir unsere Umwelt interpretieren und der, im Falle von Tinnitus, zu einer Phantomwahrnehmung führen kann.  Im Rahmen meiner Emmy-Noether-Gruppe wollen wir herausfinden welche Prozesse im Gehirn für die Entwicklung und Chronifizierung eines Tinnitus entscheidend sind. Dazu erfassen wir Hirnaktivität in unterschiedlichen Stadien der Tinnitusentwicklung, in Ruhe oder während Probanden bestimmte Aufgaben durchführen, z.B. ihre Aufmerksamkeit auf bzw. weg vom Tinnitus lenken oder sich in einem positiven versus negativen emotionalen Zustand befinden. Wir erhoffen uns dadurch besser zu verstehen, welche neuronalen Prozesse zur Wahrnehmung eines Tons führen und wie die ungewollte Wahrnehmung eines Phantomtons effektiv behandelt werden könnte.

Dr. Silvia Budday

Forschungsthema: BRAIn mechaNIcs ACross Scales (BRAINIACS)

In ihrer Forschung beschäftigt sich Silvia Budday mit der Mechanik des Gehirns. Während mechanische Aspekte lange Zeit wenig Beachtung in der Hirnforschung fanden, spielen sie neuesten Erkenntnissen zufolge doch eine wichtige Rolle für die Hirnfunktion. Ein spannendes Beispiel ist die markant gefaltete Struktur des menschlichen Gehirns, die essentiell für höhere kognitive Funktionen ist. Silvia Budday’s Studien zufolge sind es mechanische Kräfte, die das zunächst glatte Gehirn des Menschen in Falten legen. Durch die Kombination experimenteller Methoden, Modellierung und Simulation entwickelt sie gemeinsam mit ihrer Gruppe Computermodelle, die bei der Diagnose von Krankheiten und der Optimierung von Behandlungsmethoden unterstützen sollen.

Dr. Heiko Bruns

Forschungsthema: Makrophagen als erste Verteidigungslinie bei Leukämien und Lymphomen

Bei den meisten Tumorerkrankungen befinden sich zahlreiche Makrophagen (die Fresszellen des Immunsystems) in direkter Nähe zu den Krebszellen. Obwohl die Makrophagen theoretisch in der Lage sind, Tumorzellen zu erkennen und zu beseitigen, führen sie diese Aufgabe häufig nicht mehr korrekt aus. In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir, mit welchen Mechanismen Makrophagen Tumorzellen erkennen und eliminieren könne, und ob diese Mechanismen bei den Makrophagen im Tumor, speziell bei Lymphomerkrankungen, gestört sind. Hierbei interessiert uns besonders die Phagozytose bzw. die Aufnahme von Tumorzellen. Das Langfristige Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es, die Makrophagen im Tumor für die Tumorbekämpfung therapeutisch wieder zu reaktivieren.