Forschungsgruppe von Pierre-Yves Mantel

Schwerpunkte der Forschung

Unsere Arbeitsgruppe widmet sich der Vertiefung des wissenschaftlichen Verständnisses und der klinischen Behandlung von atopischer Dermatitis (AD). Das Labor untersucht die molekularen und zellulären Mechanismen, die der AD zugrunde liegen, mit einem Schwerpunkt auf der Dynamik von Immunzellen und der Entdeckung neuer Biomarker. Aktuelle Projekte konzentrieren sich auf die Rolle und Eigenschaften von Neutrophilen in der Pathophysiologie der AD, mit dem Ziel, ihren Beitrag zu dieser chronischen Hauterkrankung zu klären. Neutrophile sind entscheidend für die Abwehr bakterieller Infektionen und die Förderung der Wundheilung.
Darüber hinaus erforscht die Gruppe extrazelluläre Vesikel (EVs) sowohl als Biomarker für Krankheitsprogression und -stratifizierung als auch als innovative Wirkstoffträgersysteme. EVs sind winzige, membranumhüllte Partikel, die von nahezu allen Zelltypen auf natürliche Weise in ihre Umgebung abgegeben werden. Diese Vesikel fungieren als Träger und transportieren vielfältige molekulare Fracht wie Proteine, Lipide, DNA, mRNA und miRNA. Die Zusammensetzung von EVs spiegelt den Zustand und Typ der Zellen wider, aus denen sie stammen, und macht sie zu wichtigen Akteuren in der Zell-zu-Zell-Kommunikation und in biologischen Prozessen.
EVs gelten als hervorragende Biomarker, da ihre molekulare Fracht den physiologischen oder pathophysiologischen Zustand ihrer Ursprungszelle direkt widerspiegelt und so eine präzise Krankheitscharakterisierung ermöglicht. Zudem sind sie vielversprechende Wirkstoffträgersysteme aufgrund ihrer natürlichen Herkunft und einzigartigen Eigenschaften wie Biokompatibilität, geringer Immunogenität, Fähigkeit zur Überwindung physiologischer Barrieren, Schutz der Fracht, gezielter Abgabe, Vielseitigkeit der transportierten Substanzen sowie erhöhter Löslichkeit und Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen.
Durch die Kombination von Expertise aus Immunologie, Zellbiologie und translationaler Forschung möchte die Gruppe die Lücke zwischen Grundlagenforschung und verbesserten Behandlungsstrategien für Patienten mit AD schliessen.

Eingesetzte Technologien

Unsere Forschung nutzt ein integriertes Spektrum fortgeschrittener zell- und molekularbiologischer Techniken in Kombination mit immunologischen Assays. Wir charakterisieren Neutrophilenpopulationen mittels Durchflusszytometrie, funktioneller Tests sowie transkriptomischer und epigenomischer Analysen. Extrazelluläre Vesikel (EVs) werden aus biologischen Proben in einem zweistufigen Verfahren aufgereinigt, das die Eigenschaften von Captocore-400-Harzen mit der Grössenausschlusschromatographie kombiniert. Die gereinigten EVs werden mittels Western Blotting, Proteomik und Transkriptomik charakterisiert, um ihre molekulare Fracht zu bestimmen. Anschliessend werden wir diese Daten mithilfe künstlicher Intelligenz integrieren, um prädiktive Modelle zur Überwachung, Vorhersage und Stratifizierung der Erkrankung zu erstellen.

Erwartete Ergebnisse/Ziele

Es wird erwartet, dass unsere Forschung bedeutende Fortschritte im mechanistischen Verständnis der atopischen Dermatitis (AD) liefert. Wir gehen davon aus, spezifische Neutrophilen-Subtypen und molekulare Signaturen zu identifizieren, die zur Schwere der Erkrankung beitragen. Diese funktionellen Merkmale könnten als neue Indikatoren für Entzündung oder Immunmodulation bei AD dienen. Durch Proben, die im Rahmen der Prorad-Studie gesammelt wurden, haben wir Zugang zu einer grossen Anzahl von Patientenproben, die über die peripheren Zentren von CK-CARE gewonnen wurden. Analysen extrazellulärer Vesikel (EVs) werden voraussichtlich neuartige Biomarker für Ansätze der personalisierten Medizin und eine verbesserte diagnostische Präzision liefern. Darüber hinaus könnten präklinische Studien zu EV-basierten Wirkstoffträgersystemen neue Wege für sicherere und wirksamere Therapien eröffnen und letztlich zu besseren klinischen Ergebnissen für Patienten mit AD führen.

Team

Dr. Pierre-Yves Mantel, Research Group Leader

Mel Diedro, PhD Student 

Selina Huber, Research Technician

Nicolò Marchi, PhD Student 

Dr. Paola Martinez Murillo, Senior Researcher

Publikation

  • Claudia Traidl-Hoffmann, Jamie Afghani, Cezmi Akdis,…., Mirjam Schenk,…Peter Schmid-Grendelmeier. Navigating the evolving landscape of atopic dermatitis: Challenges and future opportunities: The 4th Davos declaration. Allergy, 2024. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39099205/