Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP
Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP

© Fraunhofer ITMP | Sonja Luckhardt

OMICS-Technologien

Omics Technologien und Multi-Omics Analysen gehören mittlerweile zu den grundlegenden Methoden in der präklinischen und klinischen Forschung, sowie der Arzneimittelentwicklung.

Das Verständnis molekularer Grundlagen über die Entstehung und das Fortschreiten von Erkrankungen stehen dabei ebenso im Fokus wie die Identifikation von Biomarkern für die Diagnose, Prognose und ein potenzielles Therapieansprechen.

Ziel ist es, durch Kombination unterschiedlicher Datensätze sowie die Integration von klinischen Parametern Krankheits-, sowie Patientenprofile abzuleiten und für den Einsatz in der Krankenversorgung nutzbar zu machen.

Unser Schwerpunkt ist dabei die Analyse sezernierter Moleküle (Proteine, Lipide, Metabolite) insbesondere in Blutproben, da diese besonders leicht zugänglich sind und daher optimale Kandidaten für eine breite Anwendung als Biomarker darstellen. Die verwendeten Methoden werden aber ebenso für die Analyse anderer biologischer Matrices (z.B. andere Köperflüssigkeiten, Gewebe- oder Zellproben) eingesetzt.

 

Kernkompetenzen:

Proteomics: PEA-basiert (Olink)

  • Olink Panel: Target 96, Target 48, Flex, Focus
    Weiterführende Informationen zu Technologie und Produkten finden Sie hier.
  • Einzelproben, Ein- und Mehrplattenprojekte, longitudinale Studien
  • Humane und murine Proben
  • Diverse Matrices: z. B. Plasma, Serum, Gewebe- und Zelllysate, Zellüberstände, ISF, DBS, Aszitesflüssigkeit, Synovialflüssigkeit, Atemluftkondensat, Liquor, extrazelluläre Vesikel
  • Analyse minimaler Volumina

Lipidomics & Metabolomics: Massenspektrometrie

  • Massenspektrometrie in Kopplung mit Flüssigkeits- oder Gaschromatographie
  • Bildgebende Massenspektrometrie für Gewebeproben
  • Screeningmethoden für abundante Lipide und Metabolite sowie zielgerichtete Methode für gering konzentrierte Signalmoleküle (z. B. Oxylipine, Sphingolipide, Endocannabinoide, Tryptophan und verwandte Metabolite)
  • Diverse Matrices unterschiedlichen Ursprungs (human, murin, usw.): z. B. Plasma, Serum, Gewebe- und Zellproben, Zellorganellen, Zellüberstände, ISF, DBS, Synovialflüssigkeit, Liquor, extrazelluläre Vesikel
Alle ausklappen Alle einklappen

Präklinische und klinische Studien

  • Identifizierung diagnostischer, prognostischer und prädiktiver Biomarker
  • Identifizierung von Surrogatmarkern für Wirksamkeit und Sicherheit
  • Patientenstratifizierung

Wissenschaftliche Forschungsprojekte

  • Biomarkeranalysen in unterschiedlichsten in-vitro-, ex-vivo- und in-vivo-Modellsystemen
  • Validierungsstudien
  • Mechanistische Analysen

Leistungsangebot

  • Single- oder Multi-Omics-Analysen
  • Messung von Einzelproben bis hin zu großen Kohorten (Hochdurchsatzanalysen) in longitudinalen Studien
  • Erarbeitung von Protokollen für die Probennahme und präanalytische Probenprozessierung
  • Studienbegleitung/Projektunterstützung von der Vorbereitung bis zur Datenprozessierung
  • Unterstützung bei der Datenauswertung

COVIMMUN - »Omics«-basierte Immunomanalyse zur Prädiktion des akuten COVID-19-Krankheitsverlaufs und Früherkennung von Langzeitfolgen

Wie hoch ist das Risiko, nach einer SARS-CoV-2-Infektion einen schweren COVID-19-Krankheitsverlauf zu entwickeln? Lassen sich mögliche Langzeitschäden und Folgeerkrankungen frühzeitig erkennen und therapeutisch verhindern? Mit diesen Fragestellungen beschäftigt sich das Projekt »COVIMMUN« des Fraunhofer ITMP in enger Kooperation mit dem Universitätsklinikum Frankfurt und dem Fraunhofer IAIS und Fraunhofer IGD. Hierbei wird das patientenindividuelle Immunom von COVID-19-Patienten in der akuten Krankheitsphase und einer nachfolgenden Langzeitbeobachtung mittels OMICS-Technologien detailliert analysiert. Ziel ist es, molekulare Biomarker zu identifizieren, die anzeigen, ob ein besonderes Risiko für ein Fortschreiten der COVID-19-Erkrankung oder die Entstehung von Langzeitschäden und Folgeerkrankungen besteht, um gegebenenfalls frühzeitig und zielgerichtet Vorsorge- oder Therapiemaßnahmen einleiten zu können.

Partner: Universitätsklinikum Frankfurt, Fraunhofer IAIS, Fraunhofer IGD

Weiterführende Informationen

4D-Klinik - Identifikation von Biomarker-Profilen von Patienten mit immun-vermittelten Erkrankungen zur Entwicklung individualisierter Therapien

Die Kombination von Omics-basierten Daten und den klinischen Parametern von Patienten mit verschiedensten immun-mediierten Erkrankungen werden dazu genutzt sogenannte »immunologische« Karten zu erstellen. Die darin enthaltenen Informationen sollen als diagnostische, prognostische und prädiktive Biomarker sowie zur Patientenstratifizierung genutzt werden. Aufgrund gemeinsamer Merkmale werden daraus Therapiekonzepte abgeleitet, die fachgebietsübergreifend in die klinische Routine integriert werden sollen.

Weiterführende Informationen: 4D-Klinik

COVend – Biomarker- und AI-gestützte Therapie mit FX06 zur Behandlung von COVID-19

Daten aus Proteomics- und Lipidomics-/Metabolomics-Analysen werden in die Studie einfließen und dazu beitragen, die molekularen Mechanismen, die dem Wirkprinzip von FX06 zugrunde liegen, besser zu verstehen und Therapieeffekte auf zellulärer Ebene nachzuvollziehen.

Weiterführende Informationen: COVend – A new therapy to prevent the progression of COVID-19

HIPPOCRATES – Früherkennung und Therapieoptimierung bei der Behandlung von psoriatischer Arthritis

Die komplexen Datensätze aus klinischen Paramatern, Daten aus bildgebenden Verfahren und verschiedenen Omics-Analysen von Patienten mit Psoriasis sowie Psoriasis-Arthritis werden mit Hilfe von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz verarbeitet. Die daraus entstandenen Modelle sollen anschließend zur Diagnostik, der Vorhersage des patientenspezifischen Krankheitsverlaufs und zur Identifikation individualisierter Therapien eingesetzt werden.

Weiterführende Informationen: HIPPOCRATES 


Rischke S, Gurke R, Bennett A, Behrens F, Geisslinger G, Hahnefeld L
ALISTER – Application for lipid stability evaluation and research.
Clin Chim Acta. 2024 Mar 15:557:117858
doi: 10.1016/j.cca.2024.117858

Kugler S, Hahnefeld L, Kloka JA, Ginzel S, Nürenberg-Goloub E, Zinn S, Vehreschild MJ, Zacharowski K, Lindau S, Ullrich E, Burmeister J, Kohlhammer J, Schwäble J, Gurke R, Dorochow E, Bennett A, Dauth S, Campe J, Knape T, Laux V, Kannt A, Köhm M, Geisslinger G, Resch E, Behrens F
Short-term predictor for COVID-19 severity from a longitudinal multi-omics study for practical application in intensive care units.
Talanta. 2024 Feb 1;268(Pt 1):125295
doi: 10.1016/j.talanta.2023.125295

Rischke S, Hahnefeld L, Burla B, Behrens F, Gurke R, Garrett TJ
Small molecule biomarker discovery: Proposed workflow for LC-MS-based clinical research projects.
J Mass Spectrom Adv Clin Lab. 2023 Feb 17:28:47-55
doi: 10.1016/j.jmsacl.2023.02.003

Sens A, Rischke S, Hahnefeld L, Dorochow E, Schäfer SMG, Thomas D, Köhm M, Geisslinger G, Behrens F, Gurke R
Pre-analytical sample handling standardization for reliable measurement of metabolites and lipids in LC-MS-based clinical research.
J Mass Spectrom Adv Clin Lab. 2023 Feb 17:28:35-46
doi: 10.1016/j.jmsacl.2023.02.002

Gurke R, Bendes A, Bowes J, Koehm M, Twyman RM, Barton A, Elewaut D, Goodyear C, Hahnefeld L, Hillenbrand R, Hunter E, Ibberson M, Ioannidis V, Kugler S, Lories RJ, Resch E, Rüping S, Scholich K, Schwenk JM, Waddington JC, Whitfield P, Geisslinger G, FitzGerald O, Behrens F, Pennington SR; HIPPOCRATES Consortium
Omics and Multi-Omics Analysis for the Early Identification and Improved Outcome of Patients with Psoriatic Arthritis.
Biomedicines 2022 Sep 24;10(10):2387
doi: 10.3390/biomedicines10102387

Nieraad H, de Bruin N, Arne O, Hofmann MCJ, Pannwitz N, Resch E, Luckhardt S, Schneider AK, Trautmann S, Schreiber Y, Gurke R, Parnham MJ, Till U, Geisslinger G
The Roles of Long-Term Hyperhomocysteinemia and Micronutrient Supplementation in the AppNL-G-F Model of Alzheimer’s Disease.
Front Aging Neurosci. 2022 Apr 26:14:876826
doi: 10.3389/fnagi.2022.876826