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Stress und Immunsystem in Extremwelten

Die Auswirkungen von Stress auf das Immunsystem spielen bei Patienten und Gesunden in extremen Lebensumständen (z.B. im Weltraum) eine Schlüsselrolle und können zu erheblichen Veränderungen führen.

Forschungsthemen - Schwerpunkte

Auswirkungen von Langzeitaufenthalten im Weltraum auf Stressantwortsysteme und Immunfunktionen von Cosmonauten (IMMUNO-2) sowie der Pathophysiologie des Weltraumkopfschmerzes (SMASH) IMMUNO2 ist ein europäisch-russisches Projekt, welches die Auswirkungen von Stress auf das Immunsystem vor, während und nach einem mindestens 6-monatigen Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation (ISS) untersucht. Das SMASH Projekt untersucht die Pathophysiologie des Weltraumkopfschmerzes, welcher bei rund 70% der Astronauten auf der ISS auftritt.
Entwicklung einer Testplattform für immunologische Diagnostik auf der ISS (MOCISS) Design, Validierung und Etablierung eines neuen Probenröhrchens ist Gegenstand von MOCISS. Die aktuell verfügbaren Untersuchungsmethoden auf der ISS sind methodisch limitiert. Ziel dieses Projektes ist, einen neuen funktionalen Immunassay auf der ISS in Schwerelosigkeit durchzuführen.
Crew Interactive Mobile CompanioN (CIMON) CIMON ist die erste autonome, frei navigierende künstliche Intelligenz (KI) auf der ISS. Dieses Projekt läuft in enger Zusammenarbeit mit Airbus, IBM und dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR). CIMON wurde durch Alexander Gerst im November 2018 in Betrieb genommen und soll Astronauten im Columbus-Modul bei Prozeduren assistieren und so helfen, die tägliche Arbeits- und Stressbelastung zu reduzieren.
Perioperative- and Intensive Care-Immunmonitoring Im Rahmen der intensivmedizinischen Behandlung von schwersterkrankten Patienten, wie z.B. Patienten im septischen Schock, werden neue Immundiagnostika validiert um zukünftig eine verbesserte Therapie anbieten zu können. Erste Ergebnisse zeigen, dass eine maximal mögliche Abschirmung (medikamentös und physikalisch (Isolation) der Patienten vor zusätzlichen Erregern notwendig ist.
Perioperative and Intensive Care- Oxygenation Stress In der perioperativen Medizin wird Sauerstoff in Konzentrationen, die höher als in der Atemluft sind, regelhaft v.a. beim beatmeten Patienten eingesetzt. Sauerstoff moduliert viele Organfunktionen und daher untersuchen wir die graduellen Auswirkungen der Sauerstofftherapie z.B. auf Entzündungsfaktoren und andere Organfunktionen.
Antarctica-Hypoxia-Gender Die Antarktis dient als erdgebundenes Modell zur Simulation von weltraumassoziierten Stressoren wie z.B. von Hypoxie und Isolation. Die CHOICE-Studie untersucht die – auch geschlechtsabhängigen -  Effekte dieser Stressoren auf das Immunsystem sowie weitere stress-permissive physiologische Systeme.
Acute Stress- Free fall to humans and cells in Parabolic flight Während eines Parabelfluges herrscht aufgrund von abwechselnder Mikro- und Hypergravitation akuter Stress auf zellulärer Ebene und auch auf den gesamten Organismus. In unterschiedlichen Studien untersuchen wir assoziierte Stress-Antwortsysteme und die Effekte von Gravitationsstress auf die Funktion des Immunsystems.   

Kontakt

Prof. Dr. A. Choukèr |    alexander.chouker@med.uni-muenchen.de
Priv.-Doz. Dr. M. Feuerecker |    matthias.feuerecker@med.uni-muenchen.de
Dr. J.-I. Buchheim |    judith-irina.buchheim@med.uni-muenchen.de
Priv.-Doz. C. Strewe |    claudia.strewe@med.uni-muenchen.de
Dr. D. Moser |    dominique.moser@med.uni-muenchen.de

Wichtigste Kooperationspartner

SCK-CEN, Lab of Molecular & Cellular Biology, Belgian Nuclear Research Center, Mol, Belgien Untersuchung spezifischer Zellsignalwege, Transkriptom und Genomanalysen
NASA´s Immunology Laboratory, Houston, Texas, USA Forschung im Bereich der erworbenen Immunität. Der Fokus liegt auf Funktionsänderungen des Immunsystems von Astronauten während der Raumfahrt.
Laboratoire Stress, Immunité, Pathogènes (SIMPA), Université de Lorraine, Nancy, Frankreich Forschung im Bereich der Stress-assoziierten B-Zellveränderungen

Ausgewählte Publikationen

Stress Related Shift Toward Inflammaging in Cosmonauts After Long-Duration Space Flight. Buchheim JI, Matzel S, Rykova M, Vassilieva G, Ponomarev S, Nichiporuk I, Hörl M, Moser D, Biere K, Feuerecker M, Schelling G, Thieme D, Kaufmann I, Thiel M, Choukèr A.Front Physiol. 2019 Feb 19;10:85. doi: 10.3389/fphys.2019.00085. eCollection 2019.
Immune sensitization during 1 year in the Antarctic high-altitude Concordia Environment. Feuerecker M, Crucian BE, Quintens R, Buchheim JI, Salam AP, Rybka A, Moreels M, Strewe C, Stowe R, Mehta S, Schelling G, Thiel M, Baatout S, Sams C, Choukèr A. Allergy. 2019 Jan;74(1):64-77. doi: 10.1111/all.13545. Epub 2018 Nov 20.
PlanHab Study: Consequences of combined normobaric hypoxia and bed rest on adenosine kinetics. Strewe C, Zeller R, Feuerecker M, Hoerl M, Matzel S, Kumprej I, Crispin A, Johannes B, Debevec T, Mekjavic IB, Eiken O, Thiel M, Schelling G, Choukèr A.Sci Rep. 2018 Jan 29;8(1):1762. doi: 10.1038/s41598-018-20045-5.
Early immune anergy towards recall antigens and mitogens in patients at onset of septic shock. Feuerecker M, Sudhoff L, Crucian B, Pagel JI, Sams C, Strewe C, Guo A, Schelling G, Briegel J, Kaufmann I, Choukèr A.Sci Rep. 2018 Jan 29;8(1):1754. doi: 10.1038/s41598-018-19976-w.
Oxidative burst and Dectin-1-triggered phagocytosis affected by norepinephrine and endocannabinoids: implications for fungal clearance under stress. Buchheim JI, Hoskyns S, Moser D, Han B, Deindl E, Hörl M, Biere K, Feuerecker M, Schelling G, Choukèr A.Int Immunol. 2018 Mar 8;30(2):79-89. doi: 10.1093/intimm/dxy001.

Links

https://www.stress-immunity.med.uni-muenchen.de/

https://www.esa.int/Our_Activities/Human_and_Robotic_Exploration/Concordia