TP 1

Integrative genetische Analyse und biomathematische Modellierung der systemischen Entzündung

Ziel des Teilprojekts 1 des CAPSyS Verbundes ist die Entwicklung eines dynamischen, biomathematischen Modells der systemischen Entzündung und der Involvierung extra-pulmonaler Organe bei Pneumonie. Initial soll das funktionelle Verständnis molekularer Modifikatoren der Krankheitsprogression verbessert werden. Dazu werden genetische Daten, Genexpressionsdaten, klinische Daten und intermediäre Phänotypen der Krankheitsprogression biostatistisch analysiert. Die Daten stammen aus der PROGRESS-CAP Studie und anderen Patientenkohorten. Im Ergebnis werden kausale Zusammenhänge identifiziert. Modellierung der Zytokin- und Zellantwort in Patienten mittels Differentialgleichungen führt zu einem mechanistischen Modell der systemischen Dynamik der Pneumonie und des Einflusses genetischer Effekte. Wichtige Aspekte der Pneumonie, wie die Phase kurz nach Infektion, sind in Patienten nicht zugänglich. Diesbezügliche Modellierung fokussiert auf ein murines Krankheitsmodell. Die dafür notwendigen Experimente werden in Teilprojekt 4 durchgeführt. Ergebnisse der Modellierung des murinen Systems und Daten aus der deep phenotyping Kohorte des Teilprojekts 2 dienen der Weiterentwicklung des humanen Modells. Dadurch soll ermöglicht werden, den Verlust der Barrierefunktion in der Lunge bei Krankheitsprogression im Modell mit zu erfassen. Langfristiges Ziel ist, die Effekte molekulargenetischer Krankheitsmodifikatoren, verschiedene Aspekte der Patientenheterogenität, sowie neue therapeutische Targets und Therapiestrategien mittels mathematischer Modelle evaluieren zu können. Damit soll die klinische Forschung am Menschen unterstützt und letztlich eine Verbesserung für die Patienten erreicht werden.

Mögliche Struktur des Modells der systemischen Entzündungsreaktion und der Organinvolvierung bei Pneumonie


Keywords: Biostatistische Analyse, Modellierung, systemische Entzündungsreaktion, Organversagen, intermediärer Phenotyp, Pneumonie