WIM

Die Host and Microbe Group (HMG) ist ein interdisziplinäres Forschungsteam, das sich auf das Immunsystem, das menschliche Mikrobiom und die Entwicklung personalisierter translationaler Medizin auf Basis individueller multiomischer Patientenprofile konzentriert. Ihre Forschung umfasst genetische und immunologische Analysen sowie funktionelle Mikrobiomstudien.

Hauptforschungsgebiet:

Wirt-Diät-Mikrobiota-Stoffwechsel-Immunsystem-Nervensystem-Achse

Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit Immunologie, Genetik und Mikrobiomforschung mit dem Ziel, Diagnostik und Therapien für die personalisierte Medizin zu entwickeln. Das Team konzentriert sich außerdem auf die Implementierung bioinformatischer Methoden und die Integration von Multi-Omics-Daten mittels maschinellen Lernens ( ML ). Ziel dieser Aktivitäten ist es, komplexe biologische Interaktionen systematisch zu verstehen und in die diagnostische und therapeutische Praxis zu übertragen, beispielsweise in Form von kombinatorischen Immuntherapien , die Immuntherapien, Zelltherapien und Interventionen, die auf Ernährung und Mikrobiom abzielen, kombinieren.

Eine der von der Host and Microbe Group (HMG) entwickelten Methoden ist die Kulturomik – eine Methode für extrakorporale Funktionsstudien des Mikrobioms mit besonderem Fokus auf die Untersuchung der Auswirkungen von Ernährung, Präbiotika, Probiotika und Medikamenten auf die Darmmikroorganismen. Diese Arbeit umfasst die Kultivierung von Mikroorganismen aus menschlichen Mikrobiomen, um definierte Konsortien von Mikroorganismen und Postbiotika mit präzise definierten biologischen Funktionen zu entwickeln und zu isolieren. Dies bildet die Grundlage für mikrobiotische Therapien der nächsten Generation.

Die Gruppe betreibt außerdem Grundlagenforschung – Projekte zur Entwicklung des kindlichen Immunsystems, Wechselwirkungen zwischen Immunsystem und Mikrobiom, Immunökologie, evolutionäre Immunologie, Paläobiologie und zum Einfluss der Umwelt (einschließlich der Ernährung) auf die Immunhomöostase.

PERSONEN

Marcin Pękalski kombiniert Immunologie, System- und Evolutionsbiologie, Ökologie und Omics-Technologien, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen Ernährung, menschlichem Mikrobiom und Immunsystem zu erforschen. Seine Arbeit umfasst die funktionelle Profilierung des Immunsystems mittels Einzelzell-Omics , die Analyse des V(D)J-Repertoires, die Autoantikörper-Profilierung, die Immunopeptidomik sowie funktionelle Mikrobiomstudien mit Omics-Methoden (einschließlich Metagenomik, Proteomik und Kulturomik) und Organoiden.

Das Hauptziel besteht darin, personalisierte Kombinationstherapieprogramme ( kombinatorische Immuntherapien ) zu entwickeln, die Immuntherapien, Zelltherapien und Interventionen, die auf Ernährung und Mikrobiom abzielen, als Instrumente der Präzisionsmedizin kombinieren, und Strategien zur Prävention von Autoimmun- und neuroinflammatorischen Erkrankungen bei Kindern in einem sehr frühen Stadium der Erkrankung bei Kindern zu entwickeln, die ein Risiko für die Entwicklung dieser Erkrankungen aufweisen.

Piotr Bartochowski konzentriert sich auf die funktionelle Mikrobiomforschung, einschließlich der Entwicklung von Kulturomik und kontinuierlicher Kultur , insbesondere um den Einfluss der Ernährung auf Darmmikroorganismen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf der Isolierung von Stämmen, der Kultivierung und dem Design definierter Bakterienkonsortien mit spezifischen biologischen Funktionen, antimikrobieller Resistenz ( AMR ) für die Entwicklung von Stuhltransplantationstherapien der nächsten Generation ( FMT) liegt.

Sein Arbeitsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung personalisierter Medizin, bei der diätetische Interventionen und Mikrobiomtherapien präzise auf das individuelle Patientenprofil abgestimmt werden.

Małgorzata Mierzejewska untersucht moderne Forschungsmodelle, die den Einsatz von Tieren reduzieren, wie beispielsweise In-silico- Modelle , Organ-on-a-Chip-Modelle und Organoide. Diese Ansätze ermöglichen die Untersuchung von Organ- und Systemreaktionen (mit Fokus auf epigenetische Veränderungen) auf Medikamente und Umweltreize sowie die Erforschung der Epigenetik auf ethischere und präzisere Weise und unterstützen so die Entwicklung der modernen Biomedizin.

Daniel Pysz nutzt bioinformatische Werkzeuge zur Analyse des Mikrobioms und untersucht die Wechselwirkungen und Stoffwechselnetzwerke der Mikroorganismen im menschlichen Magen-Darm-Trakt. Seine Arbeit zielt darauf ab, zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise des Darmökosystems im Kontext der personalisierten Medizin beizutragen.

Zum Team gehören:

• Dr. Marcin Pękalski – LEITER
• Dr. Piotr Bartochowski (Biologie)
• Małgorzata MIERZEJEWSKA, MSc. Ing.
• Daniel PYSZ (Computerbiologe)
• Dr. Dominik TRZUPEK (ML-Berater)

Die Host and Microbe Group (HMG) ist ein interdisziplinäres Forschungsteam, das sich auf das Immunsystem, die menschliche Mikrobiota und die Entwicklung personalisierter translationaler Medizin auf der Grundlage individualisierter Multi-Omics-Profile von Patienten konzentriert, einschließlich genetischer Analysen, immunologischer Analysen und funktioneller Mikrobiomstudien.

Primäres Forschungsgebiet:
Wirt-Diät-Mikrobiota-Stoffwechsel-Immunsystem-Nervensystem-Achse

Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit Immunologie, Genetik und Mikrobiomforschung mit dem Ziel, Diagnostika und Therapien für die personalisierte Medizin zu entwickeln. Das Team konzentriert sich außerdem auf die Implementierung und Weiterentwicklung bioinformatischer Methoden und die Integration multiomischer Daten für maschinelles Lernen (ML). Dadurch soll ein systemisches Verständnis komplexer biologischer Interaktionen erreicht und dieses Wissen in die diagnostische und therapeutische Praxis umgesetzt werden, beispielsweise in Form von kombinatorischen Immuntherapien, die Immuntherapien, Zelltherapien sowie diätetische und mikrobiombezogene Interventionen kombinieren.

Eine der Methoden, die in der Host and Microbe Group (HMG) entwickelt werden , ist die Kulturomik. Diese Methode dient der funktionellen Untersuchung des Mikrobioms ex vivo, insbesondere der Erforschung der Auswirkungen von Ernährung und Probiotika auf die Darmmikroorganismen. Die Arbeit umfasst die Kultivierung von aus dem menschlichen Mikrobiom isolierten Mikroorganismen sowie die Entwicklung definierter mikrobieller Konsortien und Postbiotika mit präzise definierten biologischen Funktionen, um mikrobiotabasierte Therapien der nächsten Generation zu entwickeln.

Die Gruppe betreibt außerdem Grundlagenforschung, darunter Projekte zur Entwicklung des Immunsystems von Säuglingen, zu Wechselwirkungen zwischen Immunsystem und Mikrobiom, zur Immunökologie, zur evolutionären Immunologie, zur Paläobiologie und zum Einfluss der Umwelt, einschließlich der Ernährung, auf die Immunhomöostase.

MENSCHEN

Marcin Pękalski verknüpft Immunologie, Systembiologie, Evolutionsbiologie, Ökologie und Omics-Technologien, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen Ernährung, menschlichem Mikrobiom und Immunsystem zu erforschen. In seiner Arbeit nutzt er funktionelle Immunprofilierung auf Basis von Einzelzell-Omics-Techniken, V(D)J-Repertoireanalyse, Autoantikörperprofilierung, Immunopeptidomik sowie funktionelle Mikrobiomstudien mit Omics-Ansätzen, Kulturomik und Organoiden.

Sein übergeordnetes Ziel ist die Entwicklung personalisierter kombinatorischer Immuntherapieprogramme, die Immuntherapien, Zelltherapien und diätetische sowie mikrobiomgerichtete Interventionen als Instrumente der Präzisionsmedizin kombinieren, und die Entwicklung von Strategien zur Prävention von Autoimmun- und neuroinflammatorischen Erkrankungen bei Kindern im frühestmöglichen Stadium, insbesondere bei Kindern mit einem erhöhten Risiko, diese Erkrankungen zu entwickeln.

Piotr Bartochowski konzentriert sich auf die Erforschung des funktionellen Mikrobioms, insbesondere auf die Entwicklung der Kulturomik, mit einem besonderen Fokus auf die Untersuchung der Auswirkungen der Ernährung auf die Darmmikroorganismen. Seine Arbeit umfasst die Isolierung und Kultivierung von Bakterienstämmen sowie die Entwicklung definierter Bakterienkonsortien mit spezifischen biologischen Funktionen und die Analyse von Antibiotikaresistenzen (AMR) mit dem Ziel, Therapien der nächsten Generation für die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT) zu entwickeln.

Seine Forschung zielt auf die Weiterentwicklung der personalisierten Medizin ab, bei der diätetische Interventionen und Mikrobiomtherapien präzise auf das individuelle Patientenprofil zugeschnitten werden.

Małgorzata Mierzejewska arbeitet an fortschrittlichen Forschungsmodellen, die den Einsatz von Tieren reduzieren, wie beispielsweise In-silico- Modelle, Organ-on-a-Chip-Systeme und Organoide. Diese Ansätze ermöglichen es, die Reaktionen von Organen und biologischen Systemen auf Medikamente, Umweltreize und epigenetische Faktoren ethischer und präziser zu untersuchen und so die Entwicklung der modernen Biomedizin zu fördern.

Daniel Pysz nutzt bioinformatische Werkzeuge zur Mikrobiomanalyse und untersucht die Wechselwirkungen und Stoffwechselnetzwerke der Mikroorganismen im menschlichen Magen-Darm-Trakt. Seine Arbeit zielt darauf ab, zu einem besseren Verständnis der Funktion des Darmökosystems im Kontext der personalisierten Medizin beizutragen.

Die Gruppe besteht aus:

• Dr. Marcin Pękalski – TEAMLEITER
• Dr. Piotr Bartochowski (Biologie)
• Małgorzata MIERZEJEWSKA, MSc. Ing.
• Daniel PYSZ (Computerbiologe)
• Dr. Dominik TRZUPEK (ML-Berater)