KFO 5011:  Integration neuer Methoden zur Verbesserung von translationaler Nierenforschung

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445703531

Nephrologen behandeln hochkomplexe Patienten, jedoch wird gleichzeitig in diesem Fach die geringste Anzahl von randomisierten kontrollierten klinischen Studien durchgeführt. Letzteres lässt sich zum einen durch unzureichende Kenntnisse der Pathophysiologie, durch oft unzulängliche präklinische Modelle, vor allem aber durch das Fehlen von akzeptierten Surrogat-Endpunkten für klinische Studien erklären. Um diesem dringenden Bedarf gerecht zu werden, hat es sich unsere klinische Forschergruppe (KFO) zum Ziel gesetzt, neue Methoden in die Nephrologie und Pathologie zu übertragen und zu erforschen und in die Klinik zu überführen, um die Pathophysiologie von Nierenerkrankungen besser zu verstehen und so neue diagnostische Ansätze, neue potenzielle Endpunkte für klinische Studien und letztlich neue Therapien zu entwickeln. Die geplante KFO zeichnet sich durch zwei wesentliche Merkmale aus: erstens durch die systematische Kombination von Grundlagenwissenschaftlern (Chemiker, Biochemiker, Biologen, Elektroingenieure, Bioinformatiker, Bildgebungs-Experten) mit anwendungsbezogenen Ärzten aus der Nephrologie bzw. Nephropathologie, und zweitens durch eine intensive Vernetzung aller Gruppen auf methodischer Ebene, sowie dem Austausch von Expertise, Biomaterialien und Daten.Ein besonderer Fokus wird auf Phasenübergängen bei Nierenerkrankungen liegen, d.h. das Ausheilen versus Fortschreiten von Nierenerkrankungen oder den Übergang von akuten zu chronischen Verläufen. Dazu werden wir in vitro hochdurchsatzfähige humanisierte 3D-Modelle des Tubulointerstitiums zur Modellierung und Validierung molekularer Krankheitsmechanismen entwickeln. Wir werden umfassende molekulare Karten der Phasenübergänge von Nierenerkrankungen erstellen, indem wir Gewebeproteomik und funktionelle Genomik mit Schwerpunkt auf Einzel-Zell-Transkriptomen und Epigenomen anwenden, weiterentwickeln und integrieren sowie auch integrative computergestützte Methoden für multiomics entwickeln. Maschinelles Lernen soll für die digitale Nierenpathologie entwickelt werden, um robuste quantitative und multiparametrische Analysen (Pathomics) zu ermöglichen. Unsere einzigartigen Methoden der molekularen Bildgebung und des hoch-auflösenden Ultraschalls für die nicht-invasive Nierenbildgebung und die Krankheitsüberwachung werden in Versuchstieren und Patienten weiterentwickelt. Die Integration dieser Methoden wird dann bei der humanen IgA Nephropathie getestet und validiert, die eine besondere Herausforderung darstellt, da es keine adäquaten präklinischen Modelle gibt und der Pathomechanismus noch immer nicht aufgeklärt ist. Unsere KFO ist eng in die wichtigsten Forschungsschwerpunkte der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen eingebettet und spiegelt diese wider, d.h. "Phase Transition in Disease" und "Medical Technology and Digital Life Sciences", und wird ein wichtiger Bestandteil des 2018 gegründeten "Comprehensive Diagnostic Center Aachen" (CDCA) sein.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen

Projekte

• Analyse der IgA-Nephropathie durch Integration von Multi-Omics- Daten (Antragstellerinnen / Antragsteller Saez-Rodriguez, Julio ;  Seikrit, Claudia )
• Deep learning und Pathomics in der Nephropathologie (Antragstellerinnen / Antragsteller Boor, Ph.D., Peter ;  Merhof, Dorit )
• Entwicklung von Hoch-Durchsatz-Platformen um Nierenerkrankungen in vitro zu modellieren. (Antragstellerinnen / Antragsteller Kramann, Rafael ;  De Laporte, Laura )
• Erforschung und Beobachtung renaler, mikrovaskulärer Umbauprozesse in chronischen Nierenerkrankungen mittels Super-resolution Ultraschall (Antragstellerinnen / Antragsteller Kiessling, Fabian ;  Klinkhammer, Barbara Mara ;  Schmitz, Georg )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Boor, Ph.D., Peter )
• Modulation des tubulären Zellübergangs zu einem regenerativen Phänotyp in AKI- therapeutischen und diagnostischen Implikationen (Antragstellerinnen Jankowski, Ph.D., Vera ;  Stamellou, Ph.D., Eleni )
• Molekulare Bildgebung des Gewebeumbaus bei chronischen Nierenerkrankungen (Antragstellerinnen / Antragsteller Klinkhammer, Barbara Mara ;  Lammers, Twan ;  Mottaghy, Felix )
• Untersuchung von Genregulatorischen Programmen in der Transition von Nierenerkrankungen mittels Functional Genomics (Antragsteller Gesteira Costa Filho, Ivan ;  Kuppe, Christoph )
• Veränderte zelluläre Kompartimentalisierung als potenzieller Pathomechanismus für eine CKD. (Antragsteller Antonin, Wolfram ;  Möller, Marcus )

• Sprecher: Professor Dr. Peter Boor, Ph.D.
• Leiter: Professor Dr. Marcus Möller
• Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter: Professor Dr. Wolfram Antonin; Dr. Sonja Djudjaj; Professor Dr. Jürgen Floege; Professor Dr. Ivan Gesteira Costa Filho; Professorin Dr. Vera Jankowski, Ph.D.; Professor Dr. Fabian Kiessling; Professor Dr. Rafael Kramann; Professor Dr. Christoph Kuppe; Professor Dr. Twan Lammers; Professorin Dr.-Ing. Laura De Laporte; Professorin Dr.-Ing. Dorit Merhof; Professor Dr. Felix Mottaghy; Professor Dr.-Ing. Julio Saez-Rodriguez; Professor Dr.-Ing. Georg Schmitz; Dr. Eleni Stamellou, Ph.D.