Immunologie und Mikrobiologie Motor für innovative Prävention, Diagnostik und Therapie? Annette Oxenius, Professorin für Immunologie, ETH Zürich

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1 Immunologie und Mikrobiologie Motor für innovative Prävention, Diagnostik und Therapie? Annette Oxenius, Professorin für Immunologie, ETH Zürich

2 Infektionen Viren Bakterien Pilze Würmer Annette Oxenius

3 Infektionskrankheiten: Weltweit relevante Todesursachen Rang Weltweit Einkommensschwache Länder Einkommensstarke Länder 1 Ischämische Herzerkrankung Lungenentzündung Ischämische Herzerkrankung 2 Schlaganfall HIV/AIDS Schlaganfall 3 COPD Durchfallerkrankungen Lungenkrebs 4 Lungenentzündung Schlaganfall Alzheimer 5 Lungenkrebs Ischämische Herzerkrankung COPD 6 HIV/AIDS Malaria Lungenentzündung 7 Durchfallerkrankungen Frühgeburt-Komplikationen Kolonkrebs 8 Diabetes Tuberkulose Diabetes 9 Verkehrsunfall Geburts-Asphyxie und Trauma Hypertensive Herzkrankheit 10 Hypertensive Herzkrankheit Unterernährung Brustkrebs Quelle: WHO Annette Oxenius

4 Kontrolle von Infektionskrankheiten: eine «Erfolgs-Story»? Errungenschaften: Antibiotika, Impfungen, Antivirale Medikamente Herausforderungen: Mikrobielle Resistenz gegen Medikamente e.g. MDR-TB (Multi-resistente Tuberkulose Bakterien) Vollständig Antibiotika-resistente Darmbakterien Resistenzen gegenüber antiviralen Medikamenten Neue Erreger (e.g. SARS): Diagnostik und Impfstoffentwicklung Mutierende Erreger (e.g. Influenza, HIV, HCV, ): Impfstoffentwicklungs-Problem Schlechteres Impfansprechen bei älteren Individuen Annette Oxenius

5 Die zwei Facetten von Infektionskrankheiten: Mikrobe und Wirt Annette Oxenius

6 Die zwei Facetten von Infektionskrankheiten: Mikrobe und Wirt Grundlagenforschung als Motor für Innovation im Bereich Therapie, Diagnostik und Prävention Annette Oxenius

7 Institut für Mikrobiologie Neue bakteriell produzierte Naturstoffe Prof. Dr. Jörn Piel ETH Zürich Annette Oxenius

8 Bakterien als Produzenten pharmakologisch aktiver Naturstoffe 99% aller Bakterien sind bisher nicht kultivierbar Arzneimittelpotential Therapeutisch relevante nicht Antibiotikaklassen kultivierter Bakterien ist unerschlossen Sulfa-Wirkstoffe Penizilline Entwicklung Tetracycline von Methoden zur Nutzung der Wirkstoffvielfalt Chloramphenicol Aminoglycoside Macrolide Glycopeptide Streptogramine Quinolone Oxazolidinone Lipopeptide Mutiline Annette Oxenius

9 Bakterielle Wirkstoff-Fabriken in Meeresschwämmen Schwammbakterien Wirkstoffquelle Entotheonella factor U. Hentschel 2 µm T. Mori T. Wakimoto Schwämme gehören zu den ergiebigsten Wirkstoffquellen nachhaltige Gewinnung der Naturstoffe zur Zeit nicht möglich bakterielle Symbionten als tatsächliche Produzenten identifiziert Chance: biotechnologische Produktion durch Bakterien Annette Oxenius

10 Nicht-natürliche Naturstoffe durch Synthetische Biologie Naturstoffgene Bakterium Erforschung der genetischen Prinzipien, über die Bakterien Naturstoffe produzieren bakterieller Werkzeugkasten wird verwendet, um neue Produzenten masszuschneidern ein bakterieller Wirt, viele Naturstoffe Annette Oxenius

11 Institut für Mikrobiologie Zuckermodifikation von Proteinen Prof. Dr. Markus Aebi ETH Zürich Annette Oxenius

12 Proteine mit Zuckeranhang Bakterium Antikörper Science cover 2001 Annette Oxenius

13 Das Zucker-Fliessband Science cover 2001 Annette Oxenius

14 Neuartige Impfstoffe als Produkt der Grundlagenforschung Bauplan der Zuckermodifikation in pathogenen Bakterien Zuckerstrukturen von pathogenen Bakterien Nicht-pathogenes Bakterium Rekombinante Vaccine aus Escherichia coli Annette Oxenius

15 Institut für Mikrobiologie, ETH Zürich / IRB Bellinzona Humane Antikörper Prof. Dr. Antonio Lanzavecchia ETH Zürich, IRB Bellinzona Annette Oxenius

16 Identifizierung von menschlichen pathogen-spezifischen Antikörpern Isolation von potenten Virusneutralisierenden Antikörpern Identifizierung des viralen Liganden Therapie Identifierung des Wirtszellrezeptors Impfstoff Annette Oxenius

17 Identifizierung von pan Influenza-neutralisierenden Antikörpern Sun et al., Frontiers in Immunology 2014 Annette Oxenius

18 Immunologie und Mikrobiologie Motor für innovative Prävention, Diagnostik und Therapie! Grundlagenforschung ermöglicht fundamentale Erkenntnisse, die neue Anwendungsmöglichkeiten erschliessen Interdisziplinarität in den Lebenswissenschaften als Erfolgsstrategie für Lehre, Forschung und Innovation Potenzial für Spin-off -Unternehmen Annette Oxenius

19 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit.