PROGRAMMBEREICHE

Das Forschungsprofil des HPI wird geprägt durch die zwei aufeinander abgestimmten Programmbereiche (PB) Molekulare Mechanismen der Viruspathogenese (PB1) und Innovative Therapieansätze (PB2) welche die Forschungsgrundsätze des HPI repräsentieren und den angewandten Aspekt der virologischen Grundlagenforschung am Institut deutlich hervorheben. Multidisziplinär und mit Hilfe modernster Technologien und (Kleintier)-Infektionsmodellen sollen in den Programmbereichen grundlegende Virusspezies-über­greifende Mechanismen der Viruspathogenese identifiziert, in Therapieansätze überführt und in präklinischen Studien getestet werden.

Übergeordnete Schwerpunktthemen

Einen weiteren Baustein im Forschungsprofil des HPI stellen die internen Schwerpunktthemen ‚Determinanten des Wirtsspektrums’, ‚Immunkontrolle von Viren’, ‚Virale Latenz’ sowie ‚Struktur und Dynamik viraler Morphogenese’ dar.

Das Konzept der übergeordneten Schwerpunktthemen sieht vor, die breite virologische Expertise der HPI‐Forschungseinheiten in gemeinsamen Fragestellungen zu bündeln und grundlegende, allgemeingültige Mechanismen der Virusvermehrung, Pathogenese und zellulären Virusabwehr Labor‐ und Virusspezies‐übergreifend zu erforschen.

Die Schwerpunktthemen nutzen gezielt das breite Spektrum der am HPI untersuchten Virussysteme, vernetzen die HPI‐Programmbereiche und stärken auf diese Weise das Forschungsprofil des HPI nachhaltig. Mittel‐ bis langfristig soll das Konzept sowohl die gemeinsame Einwerbung von Drittmitteln, als auch die Überführung der Forschungsergebnisse in Therapieansätze und präklinische Studien verstärkt fördern.

 

Determinanten des Wirtsspektrums

Unter dem Schirm des ersten Schwerpunktthemas werden Projekte mehrerer HPI‐Forschungseinheiten zusammengeführt, um gemeinsam Determinanten des Wirtsspektrums bei verschiedenen humanpathogenen Viren (Cytomegalievirus (CMV), Kaposi Sarkom‐assoziiertes Herpesvirus (KSHV), Epstein-Barr-Virus (EBV), Influenza-A-Virus und HCV) zu identifizieren und zu charakterisieren. In diesem Zusammenhang soll ein besseres Verständnis zellulärer Restriktionsmechanismen und viraler Antagonisten während chronisch latenter und akuter Infektionen in permissiven und nichtpermissiven Wirtszellen erreicht werden. Des Weiteren wird untersucht, welche Gegenmaßnahmen Viren unterschiedlicher Spezies im Verlauf der Evolution entwickelt haben, um sich an ihren neuen Wirt anzupassen. Mittels der am HPI vorhandenen Expertisen sowie der zur Verfügung stehenden Infrastruktur werden die Mechanismen und Faktoren hinsichtlich ihres Einflusses auf die Pathogenese in Infektionsmodellen in der Technologieplattform Kleintiermodelle detailliert untersucht.

 

Immunkontrolle von Viren

Das Ziel dieses übergeordneten Schwerpunktthemas ist die Entwicklung immuntherapeutischer Ansätze, welche antivirale Immunantworten verstärken oder neu induzieren. Die gemeinsamen Forschungsarbeiten im Schwerpunktthema konzentrieren sich auf Untersuchungen zellulärer Faktoren der intrinsischen und angeborenen Immunität in verschiedenen in vitro‐Modelsystemen sowie auf die am HPI etablierten humanisierten Mausmodelle als Grundlage für präklinische Studien verschiedener akuter und persistierender viraler Infektionen (Ebolavirus, Humanes Adenovirus (HAdV), Humanes CMV, HIV und HCV). Zudem werden Proben von Patientenkohorten genutzt, um virusspezifische und Impfstoff‐induzierte Immunantworten zu untersuchen. Auf der Grundlage dieser Arbeiten soll mittelfristig die Relevanz der Erkenntnisse aus den in vitro‐ und Tierversuchen in klinischen Studien validiert und langfristig Voraussetzungen geschaffen werden, um weitere antivirale Therapiekonzepte in prä‐ und auch klinischen Studien am Standort zu testen.

 
Virale Latenz

Das dritte übergeordnete Schwerpunktthema widmet sich der Erforschung chronisch und latent persistierender Viren wie etwa HIV, Herpes simplex‐Virus (HSV), KSHV, EBV oder CMV. Es hat das Ziel, mit Hilfe geeigneter Modellsysteme Faktoren und Mechanismen zu identifizieren, die für die

Etablierung und Kontrolle latenter Infektionen verantwortlich sind, pathogene Mechanismen während chronisch latenter Infektionen zu untersuchen und neue Verfahren zur Bekämpfung chronischer und latenter Infektionen zu entwickeln. Insbesondere widmet sich das Schwerpunktthema dabei der Fragestellung, welche zellulären Reservoirs viraler Latenz gebildet werden und welche therapeutischen Möglichkeiten sich zu ihrer Eradikation bieten.

 

Struktur und Dynamik viraler Morphogenese

Das vierte Schwerpunktthema des HPI beschäftigt sich mit den strukturellen Veränderungen der Assemblierung und Disassemblierung viraler Partikel im zeitlichen Verlauf (Morphogenese). Der Fokus liegt dabei auf quantitativen Ansätzen und der Integration von Daten über einen weiten Bereich von räumlicher und zeitlicher Auflösung. Anhand verschiedener Virusmodelle (u.a. HAdV, EBOV, Coronaviren sowie verschiedene, Herpes‐, Noro‐ und Retroviren) sollen Spezifika der Wirtsinteraktion charakterisiert und speziesübergreifende Prinzipien abgeleitet werden. Dabei ist die Untersuchung von kritischen und vergleichsweise kurzlebigen Übergangszuständen grundlegender Mechanismen von besonderem Interesse. Darüber hinaus sollen die am HPI vorhandenen Expertisen und Infrastrukturen im Bereich eines breiten Spektrums mikroskopischer als auch massenspektrometrischer Methoden genutzt und weiter ausgebaut werden. Die auf diese Weise erzielten Grundlageninformationen sind essentiell für eine gezielte strukturbasierte Wirkstoffentwicklung.