Projektbeschreibung
Modellierung der T-Zell-Reaktionen auf Populationsbasis
Das EU-finanzierte Projekt CELLULO-EPI wird den evolutionären Prozess, den Immunzellen unter dem Einfluss von Parametern wie Alter, Geschlecht und Zeit seit der Infektion durchlaufen, grundlegend erforschen. Der als „Zelluläre Epidemiologie“ bezeichnete vorgeschlagene interdisziplinäre Ansatz ist eine Kombination aus einer Untersuchung der spezifischen zellulären Immunantworten auf Krankheitserreger auf Populationsebene und mathematischer Modellierung. Die Modelle werden anhand von T-Zell-Daten für Pathogene von 500 Personen mit bekannten Erstinfektionen mit Chikungunya und Masern sowie anhand von Längsschnittdaten von Personen, die erneut Windpocken und dem Parvovirus B19 ausgesetzt waren, optimiert und in Versuchen getestet. Diese Untersuchung wird zu einem wesentlich besseren Verständnis der Entwicklung des Immunsystems und der Mechanismen von Infektionskrankheiten führen.
Ziel
As a paediatrician who specialized in immunology and as a physicist who specialized in mathematical modeling of infectious diseases, I want to introduce with this project a paradigm shift in infectious disease epidemiology through the concept of celluloepidemiology.
Celluloepidemiology is a term I invented to describe my proposed interdisciplinary approach combining unique cellular immune responses against pathogens on a population level with mathematical modeling, thereby generating unique and otherwise not obtainable multidimensional T-cell profiles.
CELLULO-EPI will develop and use such a highly innovative model to simulate how T-cells against pathogens evolve in a synthetic population as a function of age, gender, time since infection and other relevant variables. This model will be parameterized and fitted by cross sectional T-cell data against a wide set of pathogens from 500 individuals (sampled again after 1 year), unique data from individuals with known first infections with dengue and measles and longitudinal data from individuals re-exposed to chickenpox and parvovirus B19.
The insights of CELLULO-EPI will be pivotal for public health. One important example: Varicella-zoster virus (VZV) causes chickenpox but also shingles after VZV reactivation. Vaccination can prevent chickenpox, but the predicted increase in shingles incidence has blocked chickenpox vaccination in many EU-countries. Indeed, re-exposure to chickenpox is hypothesized to protect against shingles through boosting of T-cells. Unfortunately, none of the available epidemiological or immunological tools allow for adequate validation of the boosting hypothesis. However, CELLULO-EPI will be able to solve this persisting VZV vaccination dilemma. Furthermore, CELLULO-EPI will also redefine infectious disease epidemiology, for example by allowing us to back-calculate the time since last exposure.
I am convinced CELLULO-EPI can revolutionize infectious disease epidemiology and public health.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
2000 Antwerpen
Belgien