Im Dezember hat der Vorstand der Einstein Stiftung Berlin neue Forschungsvorhaben mit einer Gesamtsumme von 13 Millionen Euro in den nächsten sechs Jahren bewilligt, darunter mehrere deutsch-israelische Kooperationen. Die geförderten Projekte decken ein breites Spektrum ab: von Fortschritten im Quantencomputing sowie innovativen Ansätzen in Immunonkologie und Infektionsbiologie über gesellschaftlich relevante Forschung zu politischer Teilhabe und Stadtplanung bis hin zu Studien zu psychischen Erkrankungen.
Einstein Berlin/HUJI Forschungsvorhaben
Quantencomputing
Das Forschungsvorhaben von Professorin Christiane Koch von der Freien Universität Berlin sowie Senior Lecturer Adi Pick und Professor Raam Uzdin von der (HUJI) will das adiabatische Quantencomputing zuverlässiger machen. Bei diesem Verfahren entwickelt sich das Quantensystem kontinuierlich von einem Ausgangszustand hin zur optimalen Lösung eines komplexen Problems, wie es in Physik, Finanzen oder Logistik vorkommt. Im Gegensatz zum digitalen Quantencomputing, bei dem die Quantenbits in klar abgegrenzten Einzelschritten gekoppelt werden, erfolgt die Veränderung beim adiabatischen Verfahren gleichmäßig und fließend. Um einen echten Quantenvorteil zu erreichen – also Rechenleistungen, die klassische Computer nicht liefern können – müssen Fehler im System erkannt und korrigiert werden. Bisher konzentrierte sich die Forschung auf digitales Quantencomputing. Das Projekt entwickelt nun Fehlerkorrektur- und Fehlervermeidungsstrategien, die speziell auf die analogen Verfahren zugeschnitten sind.
Immunonkologie
Das deutsch-israelische Forschungsteam um Professor Johannes Huppa (Charité – Universitätsmedizin Berlin) und Johnathan Arnon () entwickelt im Projekt neue Ansätze, um T-Zell-Therapien gegen Krebs wirksamer zu machen. Diese Therapieformen beruhen auf der Verwendung zytotoxischer T-Zellen, die durch genetisch veränderte T-Zell-Rezeptoren (TCR) Tumorantigene erkennen und solide Tumoren gezielt zerstören. In der klinischen Anwendung können Tumoren jedoch der Erkennung entgehen, T-Zellen durch vorausgegangene Therapien geschwächt werden und Autoimmunreaktionen auftreten. Zudem bilden gängige Labormodelle die komplexen Interaktionen zwischen Tumor und T-Zellen nicht präzise ab und liefern daher nur begrenzt Vorhersagen für den klinischen Verlauf. Das Projekt untersucht die zellulären und molekularen Mechanismen der Tumorerkennung durch genetisch modifizierte TCR-T-Zellen – mit besonderem Fokus auf das Tumor-assoziierte Antigen NY-ESO-1 – und entwickelt eine präklinische Plattform, um patientenabgeleitete T-Zellen und unterschiedliche NY-ESO-1-gerichtete TCRs realitätsnah zu bewerten. So sollen T-Zell-Therapien künftig präziser zugeschnitten und gleichzeitig sicherer werden.
Bakterielle Infektionsmechanismen
Viele krankmachende Bakterien nutzen winzige Nanomaschinen, die Typ-III-Sekretionssysteme (T3SS), um Proteine direkt in Wirtszellen einzuschleusen. Wie Bakterien dabei die richtigen Proteine schnell und präzise liefern, ist bislang kaum verstanden. Das Projekt von Professor Marc Erhardt von der Humboldt-Universität zu Berlin und Professorin Orna Amster-Choder von der HUJI untersucht nun, ob die mRNA dieser Proteine gezielt zu den T3SS transportiert wird und so eine schnelle Sekretion ermöglicht. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich mRNA in lokalen Clustern nahe den T3SS ansammelt, um die Proteine bei Bedarf vor Ort zu produzieren. Ziel des Projekts ist es, die genauen Signale in der mRNA und die bakteriellen Faktoren zu identifizieren, die eine gezielte Lokalisierung steuern könnten. Das Verständnis dieses möglichen Mechanismus könnte nicht nur Einblicke in bakterielle Infektionsverläufe, sondern auch neue Ansätze für antimikrobielle Therapien liefern – etwa Infektionen zu blockieren, ohne die Bakterien abzutöten und so die Entstehung von Antibiotikaresistenzen zu bekämpfen.
Einstein Visiting Fellow
Autismusforschung
Verlängert wird die Förderung von Jackie Schiller, Professorin am Technion – Israel Institute of Technology. Die Neurowissenschaftlerin forscht seit Anfang 2022 als Einstein Visiting Fellow gemeinsam mit dem Team um Professorin Sarah Shoichet und Professor Dietmar Schmitz (beide Charité – Universitätsmedizin Berlin) zu Autismus-Spektrum-Störungen. Ursprünglich startete das Projekt mit dem Ziel, den Einfluss von Veränderungen im Protein Caspr2 auf Autismus zu untersuchen. Während dieser Arbeit machte das Team eine überraschende Entdeckung, der sie nun in der neuen Förderphase nachgehen. Gemeinsam wollen sie untersuchen, wie das Lernen komplexer Regeln einen epigenetischen Fingerabdruck hinterlässt, der in nachfolgenden Generationen durch nichtkodierende RNA die Erregbarkeit von Neuronen und somit komplexe erlernte Fähigkeiten epigenetisch „vererbt“. Ziel ist es, diese physiologischen Marker für Lernprozesse systematisch zu analysieren und deren Bedeutung für Autismus-relevante Lern- und Verhaltensauffälligkeiten zu untersuchen. So sollen neue Einblicke in die zellulären und molekularen Grundlagen von Lernen und Vererbung gewonnen werden – mit möglicher Relevanz für zukünftige Therapie- und Interventionsansätze.
Quelle und weitere Informationen: Einstein Stiftung