Scientist@Sanofi - Vladimir Litvak entschlüsselt Fehlregulationen im Immunsystem
Autoimmunerkrankungen betreffen weltweit Millionen von Patient*innen. Sie erfordern oft lebenslange Behandlung. Trotz bedeutender medizinischer Fortschritte sprechen nicht alle Betroffenen auf derzeitige Therapien an. Um das zu ändern, arbeitet Vladimir Litvak an der Schnittstelle von Systemimmunologie, translationaler Wissenschaft und Arzneimittelforschung. Er will Fehlregulationen des Immunsystems besser verstehen und neue therapeutische Optionen für Autoimmunerkrankungen identifizieren.
„Das Immunsystem ist ein unglaublich dynamisches Netzwerk, das sich ständig an Reize aus der Umwelt anpasst“, erzählt Vladimir Litvak, Section Head im Bereich Immunology & Inflammation am BioCampus von Sanofi in Frankfurt. Er und sein Team wollen dieses Netzwerk besser verstehen, um die Erkenntnisse in innovative Medikamente zu überführen.
Dazu verfolgt Litvak einen vielschichtigen Ansatz: Er kombiniert experimentelle Immunologie mit computergestützter Forschung. Damit spüren er und sein Team molekulare Mechanismen auf, die chronische Entzündungserkrankungen wie entzündliche Darm- oder Hauterkrankungen antreiben. „Das eröffnet enorme Möglichkeiten, neue Therapien für Patient*innen zu entwickeln“, ergänzt der Forscher.
Bereits im Laufe seiner früheren Karriere entwickelte Litvak systembiologische Ansätze, mit denen er entzündliche Reaktionen des Immunsystems erforschte. Unter anderem arbeitete der Immunologe an einem Forschungsinstitut in Seattle sowie in der Immunologie-Forschung bei Sanofi in den USA. Seine Forschungen halfen aufzudecken, wie Immunzellen Krankheitserreger erkennen und antivirale sowie antibakterielle Reaktionen regulieren, aber auch wie fehlgeleitete Immunantworten Autoimmunität und Entzündungsreaktionen antreiben.
„Schon früh in meiner Laufbahn war ich von der Plastizität des Immunsystems fasziniert und von seiner Fähigkeit, auf unterschiedliche Herausforderungen zu reagieren“, erläutert der Wissenschaftler. „Zu verstehen, wie Immunzellen ihre Antworten koordinieren und wie diese Prozesse bei Krankheiten fehlreguliert werden können, motivierte mich, in der immunologischen Forschung zu arbeiten.“
Experimentelle Biologie in Kombination mit digitalen Modellen
Am BioCampus in Frankfurt leitet Litvak eine Sektion im Bereich der Immunoscience-Forschung bei Sanofi. „Wir entwickeln komplexe In-vitro-Krankheitsmodelle, um die Auswirkungen neuartiger Therapeutika auf Immunsignalwege und Krankheitsmechanismen zu untersuchen“, sagt er.
Dabei liegt die besondere Expertise seines Teams in der Systemimmunologie. Diese untersucht das Immunsystem als komplexes Gesamtsystem. Dafür werden Experimente im Labor mit Computermodellen kombiniert. Computergestützte Analysen und Multi-Omics-Technologien ergänzen die Experimente und integrieren genomische, transkriptomische und proteomische Daten. „Das heißt, wir werten unterschiedliche Informationen der Zellen – von deren Bauplan über die Genaktivität bis zu hin zu Proteinen – aus, und wir können besser verstehen, welche Prozesse Entzündungen auslösen oder regulatorische Knotenpunkte des Immunsystems identifizieren“, erklärt Vladimir Litvak. Ziel ist zu verstehen, wie Immunsignalnetzwerke bei Krankheiten fehlreguliert werden. „Sobald wir die entscheidenden regulatorischen Signalwege identifiziert haben, können wir Strategien entwickeln, um sie zu modulieren und das Gleichgewicht des Immunsystems wiederherzustellen“, erläutert der Wissenschaftler.
Mit seinen Forschungen erzeugt das Immunologie-Team zudem große biologische Datensätze, die wiederum in weitere Analysen einfließen. Durch die Integration von Multi-Omics-Daten und die Nutzung von Computermodellen können die Forschenden ihre Erkenntnisse ergänzen. „So können wir komplexe Erkrankungen in bisher unerreichtem Maße analysieren“, erläutert Litvak. Beispielsweise können damit Signalwege und Zelltypen identifiziert werden, die an der Pathogenese von immunologischen Erkrankungen beteiligt sind. Diese Erkenntnisse können dazu beitragen, neue Wirkstoffe wie zielgerichtete Biologika zu identifizieren, die das körpereigene Immunsystem nutzen. Zudem helfen die Modelle dabei, die Patient*innengruppen zu ermitteln, die besonders von diesen Wirkstoffen profitieren könnten.
Litvak und sein Team verbinden mit ihrem Ansatz digitale Forschungsmethoden mit klassischer Forschung. Für den Immunologen ist das eine Methode, die sich durchsetzen wird, da Therapien damit schneller entwickelt werden können – und letztendlich den Patient*innen zugutekommen, wie er erklärt: „Mit Blick auf die Zukunft glaube ich, dass die Integration von Systembiologie, künstlicher Intelligenz und translationaler Wissenschaft die Entwicklung neuer Therapien für Autoimmunerkrankungen beschleunigen wird.“
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