Vorgestellt von:
Prof. Steffen Massberg, LMU Klinikum München
Prof. Konstantin Stark, LMU Klinikum München
Was sind der Hintergrund und die zentrale Fragestellung des neuen Sonderforschungsbereichs (SFB)?
Thrombosen sind der zentrale Pathomechanismus von Myokardinfarkt, Schlaganfall und venösen Thromboembolien. Trotz etablierter antithrombotischer Therapien zählen diese Erkrankungen weiterhin zu den wichtigsten Ursachen für Morbidität und Mortalität. Gleichzeitig wissen wir heute, dass Thrombosen nicht allein durch Thrombozyten und Gerinnung entstehen, sondern eng mit dem Immunsystem verknüpft sind. Umgekehrt beeinflussen Thrombozyten und Gerinnungsfaktoren auch Immun- und Entzündungsreaktionen.
Diese Verbindung hat zunächst eine wichtige physiologische Funktion: Die lokale Aktivierung von Gerinnung und Thrombozyten unterstützt die Immunabwehr und begrenzt die Ausbreitung von Krankheitserregern. Dieser evolutionär konservierte Mechanismus wird als Immunothrombose bezeichnet. Wird er jedoch fehlreguliert, kann die protektive Reaktion in eine pathologische Thromboinflammation übergehen, bei der sich Entzündung und Thrombose gegenseitig verstärken und Organschäden verursachen. Dies spielt nicht nur bei klassischen kardiovaskulären Erkrankungen, sondern beispielsweise auch bei der überschießenden Wirtsantwort auf schwere Infektionen und Autoimmunerkrankungen eine wichtige Rolle.
Die zentrale Frage von InTraC lautet deshalb: Welche molekularen und zellulären Kontrollmechanismen vermitteln den Übergang von protektiver Immunthrombose zu schädlicher Thromboinflammation – und wie können wir diese Mechanismen für eine gezielte therapeutische Modulation nutzen?
Was sind die wichtigsten Ziele?
InTraC verbindet mechanistische Grundlagenforschung konsequent mit einer translationalen Agenda. Die Forschungsprojekte gliedern sich dabei in zwei eng miteinander verzahnte Bereiche: Während Teil A die molekularen und zellulären Mechanismen von Immunothrombose und Thromboinflammation untersucht, überführt Teil B diese Erkenntnisse durch Verifizierung in konkreten Erkrankungen wie z. B. Schlaganfall und Autoimmunerkrankungen in neue diagnostische und therapeutische Strategien.
Vier Ziele stehen dabei besonders im Vordergrund:
- Mechanismen und neue Zielstrukturen identifizieren: Wir wollen die molekularen und zellulären Kontrollpunkte entschlüsseln, die den Übergang von protektiver Immunothrombose zu pathologischer Thromboinflammation steuern.
- Komplexe Zusammenhänge systemisch erfassen: Modernste Multi-Omics-Analysen humaner und tierischer Bioproben, bioinformatische Netzwerkanalysen und KI-gestützte Verfahren sollen gemeinsame und krankheitsspezifische Mechanismen aufdecken und neue Biomarker und therapeutische Zielstrukturen identifizieren.
- Übertragung in translational relevante Großtier-Modelle: Innovative, teilweise genetisch modifizierte Großtiermodelle werden mit modernster translationaler Bildgebung, einschließlich hochauflösender Schnittbildverfahren wie Positronenemissionstomographie, kombiniert. Damit können neue diagnostische Verfahren und therapeutische Ansätze unter Bedingungen untersucht werden, die der menschlichen Erkrankung möglichst nahekommen.
- Neue diagnostische und therapeutische Strategien entwickeln: InTraC verfolgt innovative Ansätze von maßgeschneiderten Wirkstoffen und Antikörpern bis hin zu RNA-, Gen- und zellbasierten Therapien. Langfristiges Ziel sind präzise Diagnostika und Therapien, die pathologische Thromboinflammation gezielt beeinflussen, ohne Hämostase oder Immunabwehr wesentlich zu beeinträchtigen.
Was sind Herausforderungen bei der Umsetzung und mögliche Lösungen?
Eine besondere Herausforderung liegt in der Komplexität der Thromboinflammation. Sie entsteht durch das dynamische Zusammenspiel zahlreicher Zelltypen, molekularer Signalwege und Organsysteme. Hinzu kommt, dass dieselben Mechanismen abhängig von Situation und Krankheitsstadium protektiv oder schädlich sein können.
Um diese Komplexität abzubilden, verbindet InTraC ein breites Spektrum wissenschaftlicher Disziplinen. Eine wesentliche Herausforderung besteht deshalb darin, Erkenntnisse aus molekularen Untersuchungen, Zell- und Tiermodellen, Multi-Omics-Daten, Bildgebung und klinischen Studien systematisch zusammenzuführen.
Hierfür wurden zentrale Technologie- und Serviceplattformen geschaffen. Eine gemeinsame Daten- und Analyseplattform integriert Multi-Omics-Daten und ermöglicht bioinformatische und KI-gestützte Analysen über die Grenzen einzelner Teilprojekte hinweg. Eine zweite zentrale Plattform verbindet innovative Großtiermodelle mit interventionellen Verfahren und moderner translationaler Bildgebung. Gemeinsame wissenschaftliche Meilensteine und ein kontinuierlicher Austausch zwischen den Teilprojekten stellen dabei sicher, dass das übergeordnete Ziel von InTraC innerhalb der Einzelprojekte des Sonderforschungsbereichs konsequent verfolgt wird.
Wie wurde das Forscherteam ausgewählt?
Bei der Zusammenstellung von InTraC war entscheidend, nicht lediglich ausgewiesene Expertinnen und Experten einzelner Fachgebiete zusammenzubringen, sondern ein Team aufzubauen, dessen wissenschaftliche und methodische Kompetenzen sich gezielt ergänzen. Neben zahlreichen Arbeitsgruppen der LMU München sowie weitere Münchner Forschungseinrichtungen, wie dem Max-Planck-Institut für Biochemie und dem Helmholtz Zentrum, sind Forschungsgruppen der Charité in Berlin, des Universitätsklinikums Würzburg und dem Center for Thrombosis and Hemostasis (CTH) Mainz Teil des Verbunds.
Eine besondere Stärke von InTraC ist seine ausgeprägte Interdisziplinarität. Der SFB vereint Expertise unter anderem aus Kardiologie, Neurologie, Immunologie, Hämostaseologie, Thrombozyten- und Gefäßbiologie, Molekular- und Zellbiologie, Veterinärmedizin und Tierbiotechnologie, Pharmakologie, Systembiologie, Bioinformatik sowie Nuklearmedizin und Bildgebung.
Diese Breite erlaubt es, thromboinflammatorische Prozesse von ihren molekularen Grundlagen über Zell- und Organinteraktionen bis hin zur Erkrankung beim Menschen zu untersuchen. Gleichzeitig ermöglicht die Verbindung von Grundlagenwissenschaft, Veterinärmedizin und klinischer Forschung eine konsequente Translation neuer Erkenntnisse. Genau diese enge Verzahnung unterschiedlicher Disziplinen, Technologien und Standorte ist eine wesentliche Stärke von InTraC.
Ausblick: Welche langfristigen Ergebnisse werden erwartet?
Langfristig möchten wir dazu beitragen, thromboinflammatorische Erkrankungen nicht mehr ausschließlich anhand ihrer klinischen Manifestation, sondern stärker anhand der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu diagnostizieren und zu behandeln.
Wenn es gelingt, die entscheidenden Kontrollpunkte der Thromboinflammation zu identifizieren, könnten neue Therapien entstehen, die gezielt krankheitsfördernde Mechanismen hemmen, ohne gleichzeitig die physiologische Hämostase oder Immunabwehr wesentlich zu beeinträchtigen. Multi-Omics-basierte Biomarker und neue bildgebende Verfahren könnten darüber hinaus helfen, thromboinflammatorische Prozesse frühzeitig zu erkennen, Patientinnen und Patienten besser zu stratifizieren und Therapien individuell auszuwählen.
Ein weiteres zentrales Ziel ist die Ausbildung einer neuen Generation von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die die Grenzen zwischen Grundlagenforschung und klinischer Translation selbstverständlich überschreitet. Das integrierte Graduiertenkolleg ProTraC verbindet deshalb über die Standorte hinweg Ausbildung in molekularer Thromboinflammation mit Bioinformatik und künstlicher Intelligenz, translationaler Großtierforschung, klinischer Diagnostik und Therapie sowie Technologietransfer.
InTraC soll damit langfristig nicht nur neue diagnostische und therapeutische Ansätze hervorbringen, sondern auch die internationale Sichtbarkeit der deutschen Forschung auf dem Gebiet der Immunthrombose und Thromboinflammation nachhaltig stärken.
