Forschungsschwerpunkte
Die Forschung an der Medizinischen Fakultät fokussiert sich auf die fünf Forschungsschwerpunkte „Genetik und Epigenetik“, „Immunologie und Infektiologie“, „Molekulare Zell- und Gewebeforschung“, „Neurowissenschaften“ und „Onkologie“, welche durch die zwei Querschnittsthemen „Innovationen in der Translation“ und „Medizinische Datenwissenschaften“ horizontal vernetzt werden.
Forschungsschwerpunkte
Die Epigenetik ist ein innovatives Forschungsfeld, das sich mit Mechanismen der Vererbung beschäftigt, die über die genetische Festlegung hinausgehen. Dabei handelt es sich um dynamische Veränderungen, bei denen wechselnde Umweltbedingungen wie zum Beispiel Ernährung, Stress sowie Medikamente epigenetische Muster hinterlassen.
Die Wissenschaftler*innen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1453 „Nephrogenetics (NephGen)“ werden Erkenntnisse über monogenetische und komplexe genetische Nierenerkrankungen nutzen, um Moleküle und Signalwege zu identifizieren und zu charakterisieren, die Angriffspunkte für eine bessere Prävention und Behandlung von Nierenerkrankungen darstellen.
Das menschliche Immunsystem hat sich entwickelt, um Infektionen abzuwehren. Wenn es nicht richtig gesteuert wird, kann es sich aber auch gegen den eigenen Körper richten und schwere Entzündungen auslösen. Im Forschungsschwerpunkt „Immunologie und Infektiologie“ wird über die Untersuchung von Infektionserkrankungen (z.B. durch Hepatitisviren, Staphylokokken, Influenza) und entzündlichen Erkrankungen (z.B. entzündliche Darmerkrankungen, Multiple Sklerose, Rheuma, Transplantat-gegen-Wirt-Reaktionen) ein Zugang zum Verständnis des menschlichen Immunsystems gesucht.
Forschende des SFB 1160 „Immunpathologie aufgrund eingeschränkter Immunreaktionen (IMPATH)“ möchten zu einem besseren Verständnis von Immunpathologie beitragen, die aus eingeschränkten Immunantworten entsteht. Die an dem SFB / Transregio (TRR) 179 „Determinanten und Dynamik der Elimination versus Persistenz bei Hepatitis-Virus-Infektionen“ beteiligten Wissenschaftler*innen untersuchen die Wechselwirkungen zwischen immunologischen und virologischen Parametern und deren Dynamik, die den Verlauf einer Hepatitis-Virus-Infektion bestimmen.
Im SFB / TRR 359 „Perinatale Entwicklung der Immunzell-Topologie (PILOT)“ erforschen Wissenschaftler*innen aus Freiburg, München, Aachen, Würzburg und Braunschweig wie innere und äußere Einflüsse um die Geburt die Immunentwicklung in kindlichen Körperorganen, wie Haut, Lunge und Darm, prägen. Somit sollen die immunologischen Bedingungen für den besten Start ins Leben entschlüsselt werden.
Ein besonderer Kristallisationspunkt ist das bundesweit einzigartige Centrum für Chronische Immundefizienz, in dem alle wissenschaftlichen Expertisen im Bereich Immundefizienz am Standort Freiburg zusammengeführt werden. Ziel der Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen ist es, die Ursachen der Immunschwäche besser zu verstehen und die Diagnostik und die Therapie von Immundefizienzerkrankungen zu verbessern.
Zentral für den Forschungsschwerpunkt „Molekulare Zell- und Gewebeforschung“ ist das Exzellenzcluster „CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies“, in dem sich Wissenschaftler*innen mit dem Ziel zusammengeschlossen haben, ein umfassendes Verständnis der Signalvorgänge über biologische Skalen hinweg zu gewinnen. Die Entwicklung von Strategien zur präzisen Kontrolle der Signalwege soll Innovationen in der Medizin und in den Pflanzenwissenschaften ermöglichen.
Biologische Signalprozesse bilden die Lebensgrundlage aller Zellen eines Organismus. Das Verständnis dieser Prozesse ist von fundamentaler Bedeutung für die medizinische Forschung, da sie bei der Entstehung vieler Erkrankungen eine entscheidende Rolle spielen.
Der SFB / TRR 353 „Regulation von Entscheidungen in Zelltodprozessen“ erforscht, wie es zum Tod einzelner Zellen im Organismus kommt. Menschliche Zellen können ihren eigenen Tod steuern und können auf molekular unterschiedliche Weise sterben. Dieses Konsortium will verstehen, wie die Entscheidung zum Zelltod und die Auswahl der Zelltodform getroffen werden.
In dem SFB 1381 „Dynamische Organisation zellulärer Proteinmaschinerien: Von der Biogenese und modularen Assemblierung zur Funktion“ wird erforscht, wie Proteinmaschinerien das dynamische Zellgeschehen in einer lebenden Zelle kontrollieren und Störungen dieser Funktionen zu Erkrankungen führen können.
Die weltweit häufigste Krankheits- und Todesursache sind Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems. Diese Krankheiten sind mit Gewebeumbauprozessen (Atherosklerose und Aneurysmen bis hin zu Herzfibrose und -narben) verbunden, deren Einfluss auf das Patient*innenwohl – trotz beeindruckender Erfolge moderner operativer, interventioneller und medikamentöser Therapien – weiterhin unzureichend verstanden ist. Im Fokus der Gefäßforschung stehen die mechanistische Aufarbeitung von Entzündungsprozessen und die Entwicklung immun-modulatorischer und minimal-invasiver Therapiestrategien. In der Herzforschung sind Art und Eigenschaften von Nichtmuskelzellen, und deren Interaktion mit anderen Zellen in Herzläsionen ein Kernthema der Grundlagen- und Anwendungsforschung an der Medizinischen Fakultät Freiburg.
Diese Aktivitäten mit Fokus auf Zelltyp-Identifizierung, Entzündungs- und Immunverhalten, Gewebearchitektur, Herzmechanik, und Elektrophysiologie wurden mit der traditionell starken klinischen Herz-Kreislauf-Forschung gebündelt. In dem daraus resultierenden SFB 1425 „Die heterozelluläre Natur kardialer Läsionen: Identitäten, Interaktionen, Implikationen“ untersuchen, seit Juli 2020, 26 Arbeitsgruppen die grundlegenden biomedizinischen Prozesse der Narbenbildung im Herzen. Das Ziel des SFB ist es, neue Diagnose- und Therapiemöglichkeiten zu entwickeln, um ‚bessere Narben‘ zu schaffen.
Ein Drittel der Menschen ist im Laufe seines Lebens von einer neurologischen Krankheit wie Parkinson oder Epilepsie betroffen. Die Erforschung des Gehirns, seiner Funktionen und die Entwicklung neuer Therapien zur Behandlung neurologischer Erkrankungen hat sich an der Medizinischen Fakultät in Freiburg seit den 1980er Jahren als Forschungsschwerpunkt mit internationaler Ausstrahlung etabliert. Die Aktivitäten decken ein breites Spektrum ab: Sie reichen von der Erforschung molekularbiologischer Vorgänge im zentralen Nervensystem und der Kommunikation zwischen den Nervenzellen bis hin zu Studien mit Patient*innen im Universitätsklinikum.
Herausragend ist in Freiburg die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Neurowissenschaftler*innen in transregionalen Forschungsverbünden. Im 2017 gestarteten SFB / TRR 167 „Entwicklung, Funktion und Potenzial von myeloiden Zellen im zentralen Nervensystem (Neuro-Mac)“ wird die Immunabwehr des Gehirns erforscht.
Wie Informationen aus der Außenwelt in neuronalen Netzen des Gehirns repräsentieren, ist ein wissenschaftlicher Schwerpunkt der Freiburger Neurowissenschaftler*innen. In dem 2024 gestarteten kollaborativen und interdisziplinären SFB / TRR 384 „Inhibitorische Neuronen: Gestaltung des kortikalen Codes (IN-CODE)“ wollen Wissenschaftler*innen in Freiburg, Berlin und Heidelberg erforschen, wie Hemmung im Gehirn dazu beiträgt, Information aus der Außenwelt zu kodieren, zu speichern und abzurufen um Verhaltensabläufe zu steuern.
Die Tumorforschung hat in Freiburg eine lange Tradition. So hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft bereits viele SFB zur Onkologie gefördert. Die Ergebnisse der Tumorforschung werden in der Patient*innenversorgung des Universitätsklinikums umgesetzt. Hier nehmen das Comprehensive Cancer Center Freiburg als eines der von der Deutschen Krebshilfe ausgezeichneten onkologischen Spitzenzentren in Deutschland sowie das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung mit seinem Standort in Freiburg eine wichtige Brückenfunktion ein.
Im SFB 1479 „Onkogen-getriebener Immun Escape (OncoEscape)“ arbeiten klinische und grundlagenorientierte Tumorbiolog*innen und Immunolog*innen gemeinsam an der wissenschaftlichen Hypothese, dass onkogene Signalwege und „Immun Escape“-Mechanismen eng miteinander verbunden sind. Dieses Konzept impliziert, dass eine gezielte Beeinflussung des durch Onkogene ausgelösten „Immun-Escape“ die Behandlung verschiedener Krebsarten über eine palliative Therapie hinaus in Richtung Heilung führen könnte.
Querschnittsthemen
Das Querschnittsthema „Innovation in der Translation“ steht für einen Transformationsprozess im Gesundheitswesen, bei dem wissenschaftliche Entdeckungen aus dem Labor in konkrete klinische Anwendungen überführt werden. Dieser dynamische Bereich konzentriert sich darauf, die Umsetzung vielversprechender Forschungsergebnisse in die klinische Anwendung zu beschleunigen und damit unter anderem die Ära der personalisierten Medizin mit dem Ziel einer besseren Patientenversorgung einzuläuten.
Neben der Arbeit in ihrem Forschungsschwerpunkt sind folgende Verbundforschungsprojekte auch im Querschnittsthema „Innovation in der Translation“ tätig:
Neuartige Ansätze im Querschnittsthema „Medizinischen Datenwissenschaften“ befeuern eine Revolution in der biomedizinischen Forschung und der Gesundheitsversorgung, bei der eine Vielzahl von Datenquellen genutzt wird, um wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen und bessere Entscheidungen für Patient*innen zu treffen. In diesem interdisziplinären Bereich werden Technologien wie z.B. künstliche Intelligenz entwickelt, um das Potenzial biomedizinischer Daten durch einen Daten-geleiteten Ansatz umfassend zu erschließen, so dass die Modellierung von Mechanismen, Diagnosen und Behandlungsstrategien verbessert werden.
Der SFB 1597 „Small Data“ entwickelt Methoden, um mit Techniken der künstlichen Intelligenz und der Modellierung komplexe Muster auch in relativ kleinen Datensätzen zu entdecken. Dies erfordert einen stark interdisziplinären Ansatz, der Wissen aus Informatik, Mathematik, Statistik, Medizin und Systemmodellierung vereint — und eine gemeinsame Sprache zwischen den Forschenden der verschiedenen Disziplinen etabliert.
Neben der Arbeit im Forschungsschwerpunkt „Genetik und Epigenetik“ ist der SFB 1453 „Nephrogenetics (NephGen)“ auch im Querschnittsthema „Medizinische Datenwissenschaften“ aktiv.
