Bakterielle Metaboliten modulieren die Immunfunktion

Bakterielle Metaboliten modulieren die Immunfunktion

Bakterielle Metaboliten modulieren die Immunfunktion

Erforschung von mikrobiellen Metaboliten und Immunaktivierung

Entschlüsselung der Rolle bakterieller Metaboliten bei der Funktion dendritischer Zellen

Die menschliche Darmmikrobiota, eine komplexe und dynamische Gemeinschaft von Mikroorganismen, die in unserem Verdauungstrakt lebt, spielt eine entscheidende Rolle für Gesundheit und Krankheit. Neue Forschungsergebnisse zeigen ein faszinierendes Zusammenspiel zwischen der Darmmikrobiota, dem Immunsystem und dem Stoffwechsel. Das Darmmikrobiom steht in einem ständigen Dialog mit den Immunzellen, erzieht und reguliert sie, was wiederum die Gesundheit des Darms aufrechterhält und vor Krankheitserregern schützt. Dieses Projekt zielt darauf ab, die verborgenen Mechanismen zu entschlüsseln, die den Wechselwirkungen zwischen bakteriellen Metaboliten in der Mikroumgebung und der Aktivierung von Immunzellen zugrunde liegen, wobei wir uns insbesondere auf die Auswirkungen bakterieller Metaboliten auf den Stoffwechsel und die biologische Funktion dendritischer Zellen konzentrieren. Vorläufige Daten zeigten, dass bakterielle Metaboliten in hohem Maße von logarithmisch expandierenden Bakterien produziert werden und von DCs wahrgenommen werden können, was deren Aktivierung fördert. Es müssen noch viele Fragen beantwortet werden…

Projektteam: Andrea Celoria
Finanzierung: SNF

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Wundinfektion Projekt

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Die Dysregulation des Immunsystems bei Fettleibigkeit und Diabetes verstehen

Fettleibigkeit und Diabetes, die beide weltweit rapide zunehmen, werden in ihrer Pathogenese als multifaktoriell betrachtet, einschließlich genetischer und umweltbedingter Faktoren. Zu den letzteren gehören die Darmmikrobiota und von Bakterien stammende Metaboliten, die zur Krankheitsentwicklung beitragen. Sowohl Adipositas als auch Diabetes sind durch einen chronischen, niedriggradigen Entzündungszustand („Metaflammation“) gekennzeichnet. Trotz der chronischen Immunaktivierung gelten fettleibige und diabetische Patienten jedoch als immunsupprimiert, was zu einem erhöhten Risiko für Infektionen und einem schlechteren Ergebnis bei diesen führt. Dies führt zu einer erhöhten Morbidität und Mortalität.

Die Mechanismen, die zu einer Dysfunktion des Immunsystems und vermehrten Infektionen bei Fettleibigkeit und Diabetes führen, sind unklar und stehen im Mittelpunkt dieses Projekts.

Projektteam: Marzia Burgunder, Yousef Maali, Andrea Celoria, Melanie Scalise
Finanzierung: Helmut Horton Stiftung

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Das Moonwalk Projekt

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Untersuchung der Beziehung zwischen Glukosewerten und Bewegungsmustern im Schlaf

Blutzuckerspiegel und Schlafgewohnheiten

Menschen mit Diabetes müssen ihren Blutzuckerspiegel sorgfältig kontrollieren, um kurz- und langfristige gesundheitliche Komplikationen zu vermeiden. Dies kann mit Hilfe von Insulininjektionen geschehen, aber das erhöht auch das Risiko einer Unterzuckerung, einer sogenannten Hypoglykämie. Eine Hypoglykämie tritt häufig nachts auf und kann zu ernsten Problemen wie Stürzen und Herzproblemen führen. Sie kann auch die Lebensqualität einschränken und Symptome wie Zittern, abnorme Atmung und abnorme Bewegungen verursachen. Der Umgang mit Diabetes kann für ältere Menschen in der Langzeitpflege aufgrund anderer Gesundheitszustände und wechselnder Pflegeanbieter besonders schwierig sein. Das Moonwalk-Projekt zielt darauf ab, den möglichen Zusammenhang zwischen Glukosespiegeln und Bewegungsmustern während des Schlafs bei Menschen mit Diabetes zu untersuchen. Zu diesem Zweck wird ein QUMEA-Radarsensor an der Decke angebracht, um die Bewegungen während des Schlafs zu verfolgen, und am Handgelenk getragene Smartwatches werden verwendet, um Daten zu physiologischen Symptomen zu sammeln. Im Laufe von 10 Tagen werden die Daten von 40 Patienten gesammelt. Nach Abschluss der Studie werden Algorithmen entwickelt, um ein Warnsystem für nächtliche Hypoglykämie aufzubauen.

Projektteam: Prof. Lilian Witthauer, Prof. Markus Laimer, QUMEA AG

Finanzierung: Diabetes Zentrum Bern Stiftung, Innosuisse Innovationsscheck, Von-Tobel-Stiftung

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Personalisierte Medizin erhellen

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Porphyrin-basierte Moleküle, die Aggregation-induzierte Emission erzeugen, für die kontinuierliche Multi-Metaboliten-Überwachung

Studie zur personalisierten Medizin

In diesem Projekt wird eine neue Sensortechnologie entwickelt, um die Überwachung mehrerer Metaboliten zu verbessern. Es werden spezielle Moleküle mit aggregationsinduzierter Emission, so genannte AIEgens, verwendet, die bei der Aggregation eine besonders helle Lumineszenz aussenden. Diese AIEgens sind so konzipiert, dass sie Licht in verschiedenen Spektralbereichen emittieren und so die gleichzeitige Messung verschiedener Metaboliten wie Glukose, Laktat und Ketone ermöglichen. Integriert in eine biokompatible Matrix und aufgebracht auf die Spitze eines optischen Sensors, der in ein tragbares Gerät integriert ist, ermöglicht dieses minimalinvasive System eine kontinuierliche Überwachung des Stoffwechsels in der interstitiellen Flüssigkeit unter der Haut. Diese Technologie hat das Potenzial, die Diagnose und personalisierte Behandlung von Krankheiten wie Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erheblich zu verbessern.

Projektteam: Prof. Lilian Witthauer, Dr. Emmanouil Rousakis

Finanzierung: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung

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Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft

Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft

Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft

Flüchtige organische Verbindungen und Atemanalyse bei Menschen mit Diabetes

Atemgasanalyse bei Menschen mit Diabetes

Das Hauptziel dieses Forschungsbereichs besteht darin, charakteristische Muster flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) im Atem und ihre Abhängigkeit von den Blutzuckerwerten bei Menschen mit Diabetes zu ermitteln. VOCs werden vom menschlichen Körper abgegeben, wobei der Atem der wichtigste Träger ist. Der Atem enthält eine Vielzahl von VOCs, die wertvolle Einblicke in die Stoffwechselaktivitäten des Körpers, einschliesßlich des Zuckerstoffwechsels, bieten.

Projektteam: Prof. Lilian Witthauer, Prof. Markus Laimer

Finanzierung: Diabeteszentrum Bern, Universität Bern

Veröffentlichungen:
Nicolier C, Künzler J, Lizoain A, et al. Erkennung von Hypoglykämie bei Typ-1-Diabetes durch Profilierung flüchtiger organischer Verbindungen in der Atemluft mittels Gaschromatographie-Ionenmobilitätsspektrometrie. Diabetes Obes Metab. 2024; 1-8. doi:10.1111/dom.15944

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