Ongoing Projects

Wirkung einer kohlenhydratarmen Diät verglichen mit einer Standarddiät bei Patienten mit Adipositas Grad II-III und Prädiabetes (CaPrO)

Übergewicht ist einer der wichtigsten Risikofaktoren für die Entwicklung von Diabetes mellitus, die Ernährung spielt dabei eine zentrale Rolle. Viele Diäten stehen heute zur Verfügung, mehr und mehr reift aber die Erkenntnis, dass nicht nur die Kalorienmenge entscheidend für deren Wirkung ist, sondern auch die Zusammensetzung der Diät. Insbesondere scheint die Einschränkung von Kohlehydraten ein wichtiger Faktor zu sein, wobei die genauen Mechanismen nach wie vor nicht klar sind. Dieses Projekt untersucht, wie eine Kohlehydrat-reduzierte Ernährung den menschlichen Stoffwechsel verändert. Dabei werden insbesondere auch Auswirkungen auf Leberfett, Bauchfett, Insulinresistenz und die Darmflora untersucht. Ein weiterer Fokus wird auf die Erforschung der Auswirkungen auf den Immunstoffwechsel gelegt. Die Kombination von modernsten metabolischen Messmethoden mit Techniken aus der Grundlagenforschung werden umfassende Erkenntnisse ermöglichen, die direkt Menschen mit Übergewicht zugutekommen sollen und damit die Entwicklung von Diabetes mittels personalisierter Diätinterventionen vermindern oder verhindern können.

Epigenetische Veränderungen in CD8+ T Zellen nach Hypoglykämie

In dieser Studie untersuchen wir den Effekt einer transienten Hypoglykämie auf das epigenetische Profil von CD8+ T Zellen in Patienten mit Typ 1 Diabetes mellitus.

Zellen des adaptiven Immunsystems sind in der Lage wesentlich schneller und effizienter auf ein Pathogen zu reagieren, dem sie bereits früher einmal begegnet sind. Dieser Prozess wird als "immunologisches Memory" bezeichnet. Memory Zellen unterscheiden sich nicht nur funktionell, sondern auch metabolisch von naiven Zellen.

Wir konnten bereits zeigen, dass extrazelluläre Metabolite in der Lage sind, Immunzellen metabolisch und funktionell zu verändern (Balmer et al. Cell Metabolism 2020, Balmer et al. Immunity 2016). Immunzellen spüren also nicht nur fremde Erreger auf, sie erkennen auch Metabolite und reagieren entsprechend. 

Hohe Glucose-Spiegel können zu permanenten Veränderungen im Genmuster von Zellen des Blutgefäss-Systems führen. 

Ob die Glucose-Spiegel ähnliche Spuren bei Zellen des Immunsystems hinterlassen und ob dies funktionelle Konsequenzen hat ist jedoch unklar und soll in diesem Projekt untersucht werden.

Immunmetabolische Erkennung bakterieller Metabolite bei Adipositas

Adipositas und Diabetes nehmen weltweit zu, mit schwerwiegenden medizinischen und sozio-öknonomischen Folgen. Beides sind multifaktorielle Erkrankungen, beeinflusst durch sowohl genetische als auch Umweltfaktoren. Eine weitere Gemeinsamkeit ist die Entstehung eines chronischen Entzündungsprozesses, was darauf hindeutet, dass Stoffwechselstörungen das Immunsystem beeinflussen. Die menschliche Darmflora, insbesondere die von ihr produzierten mikrobiellen Metaboliten, scheinen bei der Entstehung von Adipositas und Diabetes eine wichtige Rolle zu spielen, die zu Grunde liegenden Mechanismen sind bis heute jedoch unklar.

In unserem Labor wollen wir mit neuen Methoden (gnotobiotics, metagenomics und metabolomics) die komplexe Interaktion zwischen der Darmflora, dem Stoffwechsel und der Immunfunktion untersuchen, um zu verstehen, wie diese Faktoren zur Entstehung von Adipositas und Diabetes beitragen. Damit wollen wir die Grundlage legen für neue innovative Strategien zur Prävention und Therapie dieser wichtigen Erkrankungen.