אימונולוגיה סינתטית, תחום מחקר חדשני שיכול להוביל לגישות ושיטות חדשות ביסודו בטיפול במחלות זיהומיות וסרטן, הוא נושא למאמר במדור "פרספקטיבות" של כתב העת "Nature Nanotechnology". כאן מתארים חוקרי היידלברג פרופ' ד"ר קרסטין גופפריך, פרופ' ד"ר מייקל פלאטן, פרופ' ד"ר פרידריך פרישקנכט ופרופ' ד"ר אוליבר ט. פקלר מה שמכונה גישה מלמטה למעלה המשתמשת בארגז הכלים של ננוטכנולוגיה ו ביולוגיה סינתטית לבניית מערכות מאבני בניין מולקולריות ולציידן באופן ספציפי בתפקודים חיסוניים. המומחים בתחומי הביולוגיה הסינתטית, הנוירואימונולוגיה, הטפילולוגיה והווירולוגיה עורכים מחקר באוניברסיטת היידלברג, בבתי החולים האוניברסיטאיים היידלברג ומנהיים, במרכז לחקר הסרטן הגרמני ובמכון מקס פלנק למחקר רפואי.
בגישה החדשה מלמטה למעלה באימונולוגיה סינתטית, פונקציות חיסון מורכבות אינן נוצרות עוד על ידי שינוי תאים או מולקולות קיימים, אלא מקורן באבני בניין מולקולריות כמו רכיבים ננומטריים או תאים מלאכותיים המורכבים למערכות מורכבות. התהליך מבוסס על טכנולוגיות וטכניקות מהביולוגיה הסינתטית כמו עיצוב חלבונים ופפטידים, סינתזת פולימרים וכן שינוי DNA/RNA ואוריגמי DNA/RNA – ה"קפלים" התלת מימדיים של גדילי DNA או RNA – לייצור. ננו-מבנים פונקציונליים.
כפי שדנים המחברים במאמרם בסעיף "פרספקטיבות" של "ננוטכנולוגיה של הטבע", הגישה החדשה מלמטה למעלה באימונולוגיה סינתטית צפויה לאפשר דיוק ושליטה שאין שני להם בעיצוב תפקודי חיסון. על ידי ייצור רכיבים חיסוניים מהיסוד, ניתן ליצור תגובות חיסוניות בהתאמה אישית עם ספציפיות ויעילות רבה. זה פותח גישות פורצות דרך בפיתוח טיפולים וחיסונים חדשים שעוקפים את המגבלות של הגישות המסורתיות, כמו תופעות לוואי לא רצויות או יעילות מוגבלת בזמן.
חוקרי היידלברג מאמינים שגישת מלמטה למעלה לא רק מבטיחה גישות ושיטות טיפוליות משופרות אלא גם יכולה לדחוף את הגבולות העתידיים של מה שאפשר בטיפול במחלות מורכבות. התפתחות נוספת של תחום מחקר זה עשויה להוביל לפיתוח של אפקטורים חיסוניים סינתטיים לחלוטין, שעל פי החזון יוכלו אז למנוע ולטפל במחלות.
אנו עומדים בפני נקודת מפנה בטיפול ומניעה של מחלות זיהומיות וסרטן. הסינרגיה בין ביולוגיה סינתטית ואימונולוגיה פותחת מספר אפשרויות שיכולות יום אחד ליצור בסיס חדש לחלוטין לאופן שבו אנו מתמודדים עם מחלות".
ד"ר קרסטין גופפריך, פרופסור, אוניברסיטת היידלברג
הביולוגית המולקולרית קרסטין גופפריך, אשר מונתה כפרופסור של רופרטו קרולה ב-2022, עומדת בראש קבוצת המחקר "הנדסה ביו-פיזיקלית של החיים" במרכז לביולוגיה מולקולרית של אוניברסיטת היידלברג (ZMBH); הוא מבוסס גם במכון מקס פלנק למחקר רפואי. מייקל פלאטן הוא המנהל הרפואי של המחלקה הנוירולוגית של בית החולים האוניברסיטאי מנהיים ומנהל מרכז מנהיים למדעי המוח התרגום בפקולטה לרפואה מנהיים של אוניברסיטת היידלברג, שם הוא משמש פרופסור מאז 2016. במרכז לחקר הסרטן הגרמני הוא עומד בראשו. היחידה לשיתוף פעולה קליני לנוירואימונולוגיה ואימונולוגיה של גידולי מוח. הפרזיטולוג פרידריך פרישקנכט והווירולוג אוליבר ט. פקלר עורכים מחקר במרכז לחקר מחלות זיהומיות אינטגרטיביות (CIID) הממוקם במחלקה למחלות זיהומיות של בית החולים האוניברסיטאי היידלברג. פרופ' פרישקנכט הוא פרופסור לפרזיטולוגיה אינטגרטיבית משנת 2014; פרופ' פקלר, גם הוא פרופסור בפקולטה לרפואה היידלברג מאוניברסיטת היידלברג, הוביל את תחום המחקר האינטגרטיבי בווירולוגיה מאז 2007.
