Die Zukunft der Atemforschung
Wir sind spezialisiert auf die translationale Erforschung der Atemluft mittels Massenspektrometrie und deren klinischen Implementierung. Dabei setzen wir auf die Vernetzung zwischen biomedizinischen Grundlagenwissenschaften, klinischer Forschung und der Versorgung unserer Patient:innen. Gleichzeitig nutzen wir die Möglichkeit einer engen Zusammenarbeit mit der Universität Basel, der ETH Zürich und anderen Forschungseinrichtungen sowie Universitätskliniken im In- und Ausland.
Unsere Projekte
- Stoffwechsel im Schlaf
- Stoffwechsel während physischer Belastung
- Pathometabolismus
METABOLISMUS
REFERENZEN
AKTUELLE STUDIEN
Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
Mittels Massenspektrometrie möchten wir verschiedene Atemmoleküle identifizieren, die das Verständnis des Pathomechanismus der COPD Erkrankung erweitern.
Obstruktive Schlafapnoe (OSA)
OSA ist eine komplexe systemische Erkrankung mit verschiedenen metabolischen Phenotypen. Die Atemanalyse bietet eine umfassenden und schnellen Ansatz zur Beschreibung solcher Phenotypen.
- Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
- Obstruktive Schlafapnoe (OSA)
- Lungen- und Atemwegserkrankungen
- Lungenkrebs
- Pneumonie
DIAGNOSE VON ERKRANKUNGEN
REFERENZEN
Nowak et al. Validation of breath biomarkers for obstructive sleep apnea. Sleep Med. 2021
AKTUELLE STUDIEN
Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
Mittels Massenspektrometrie möchten wir verschiedene Atemmoleküle identifizieren, die sich während einer COPD-Exazerbation (trotz Triple-Therapie) verändern. Diese Untersuchung soll wichtige Erkenntnisse zum weiteren Verständnis der COPD liefern und dazu beitragen, durch Bestimmung von Atemmolekülmustern zukünftig besser auf Exazerbationen reagieren zu können und neue Ansätze für eine medikamentöse Therapie zu finden.
Lungenkrebs
Es wird untersucht, ob sich das molekulare Atemmuster von Patient:innen mit Lungenkrebs von Lungen-gesunden Proband:innen unterscheidet. Dies ist für die Früherfassung des Lungenkrebs bedeutungsvoll.
Lungen- und Atemwegserkrankungen
Wir möchten herausfinden, ob sich diverse Lungen- und Atemwegserkrankungen auch mittels Analyse der Ausatemluft diagnostizieren lassen und ob es Unterschiede in den Krankheitsstadien gibt, die im Atemprofil dargestellt werden können. Hierfür werden auch Kontrollpersonen ohne Lungen-/Atemwegserkrankung zum Vergleich gemessen.
- Medikation bei Lungentransplantierten
- Sklerodermie
- Sarkoidose
- Pneumonie
- Pulmonale Hypertonie
- Typ-2 Inflammation (Asthma, EoE)
Obstruktive Schlafapnoe
In einer vorgängigen Studie konnten wir zeigen, dass sich die Ausatemluft von Patient:innen, die eine CPAP-Therapie bewusst unterbrochen haben von den Patient:innen mit kontinuierlicher CPAP-Gerätenutzung unterscheidet. Wir vermuten einen Zusammenhang zwischen den Atemmolekülen und der Erkrankung (OSA). Aus diesem Grund möchten wir versuchen verschiedene Moleküle zu identifizieren, welche sich bei Patient:innen nach Beginn der CPAP-Therapie verändern.
Gesunde Kontrollen
Das molekulare Atemmuster von gesunden Kontrollen wird für den Vergleich mit dem molekularen Atemmuster von Patient:innen mit Lungen- und Atemwegserkrankungen gebraucht. Durch diesen Vergleich der Atemmuster können erkrankungsspezifische Veränderungen im Atemmuster identifiziert werden.
- COPD
- Obstruktive Schlafapnoe (OSA)
PERSONALISIERTES THERAPIEMANAGEMENT
Das Ziel des personalisierten Therapiemanagements ist es, die Wirksamkeit der Behandlung zu maximieren, Nebenwirkungen zu minimieren und die Lebensqualität der Patient:innen zu verbessern. Anstatt einen „One-Size-Fits-All“-Ansatz zu verwenden, werden individuell angepasste Behandlungspläne entwickelt, die auf die spezifischen Bedürfnisse jedes einzelnen zugeschnitten sind. Ein personalisiertes Therapiemanagement kann verschiedene Aspekte umfassen, wie zum Beispiel die Auswahl der geeigneten Medikamente, die Dosierung, die Therapiedauer und die Überwachung des Behandlungsfortschritts. Die moderne Atemanalyse mittels Massenspektrometrie kann mit Biomarker-Analyse und Big-Data-Anwendungen helfen, relevante Informationen zu sammeln und zu interpretieren.
AKTUELLE STUDIEN
COPD ExBrESs
Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) leiden häufig an plötzlichen Zustandsverschlechterungen, sogenannten Exazerbationen. Wir erforschen die Atemluft von Patient:innen während und nach einer Exazerbation. Identifizierte Charakteristika in der Atemluft könnten in Zukunft helfen, frühzeitig Exazerbationen vorherzusagen.
BrOSA
Obstruktive Schlafapnoe (OSA) wird meist mit der CPAP-Therapie behandelt. Patient:innen profitieren in unterschiedlicher Weise von dieser Therapie. Aus diesem Grund versuchen wir Moleküle in der Atemluft von Patient:innen mit OSA zu identifizieren, welche sich vor und nach der CPAP-Therapie unterscheiden, um so einen Hinweis auf die individuelle Effektivität der Therapie zu erhalten.
- Antikonvulsiva
Immunsuppressiva
- Zytostatika
THERAPEUTISCHES DRUG MONOTORING
Massenspektrometrie kann als vielversprechende Methode zum TDM benutzt werden. So kann über die Ausatemluft der Medikamentenspiegel von verschiedenen Medikamenten bestimmen werden, was eine alternative Möglichkeit zur Blutentnahme für die Ermittlung der optimalen Dosierung eines Medikamentes darstellt. Die Massenspektrometrie könnte eine wichtige Rolle in der zukünftigen personalisierten Therapie einnehmen.
REFERENZEN
AKTUELLE STUDIEN
Antikonvulsiva
Die Bestimmung des individuellen Medikamentenspiegels verschiedener Antikonvulsiva spielt bei Patient:innen mit Epilepsie eine wichtige Rolle. In dieser Studie wird über die Ausatemluft mittels Massenspektrometrie der Wirkstoffspiegel bestimmt und die Messgenauigkeit mit Blutwerten verglichen. Darüber hinaus werden Metaboliten in der Atemluft erforscht, die Auskünfte über Nebenwirkungen oder Krampfanfälle geben könnten.
Immunsuppresiva
Immunsuppressiva finden eine breite Anwendung in der Medizin. Die Bestimmung des individuellen Medikamentenspiegels verschiedener Immunsuppressiva wie Ciclosporin oder Tacrolimus über die Atemluft anstelle über das Blut würde die Lebensqualität der Patient:innen verbessern. Wir untersuchen insbesondere lungentransplantierte Patient:innen mit immunsupprimierender Therapie.
Zytostatika
Medikamente gegen Krebs (Zytostatika) sind meist sehr wirksame Therapien, welche jedoch mit unerwünschten Nebenwirkungen einhergehen. Kleine Dosisänderungen oder sich verändernde körperliche Voraussetzungen der Patient:innen bedürfen einer engen Überwachung, um Nebenwirkungen zu vermeiden. Wir erforschen den Atem verschiedener Patient:innen mit zytostatischer Therapie, um die Sicherheit und Verträglichkeit der Krebstherapie zu steigern.
Studienteilnahme
Aktuell führen wir Atemanalysen bei Patient:innen mit COPD, Lungenkrebs, obstruktiver Schlafapnoe und Lungenentzündung durch, sowie bei Patient:innen, die spezifische Medikamente einnehmen. Falls Sie Interesse haben, an einem Forschungsprojekt zur Atemanalyse teilzunehmen, informieren wir Sie gerne ausführlich und lassen Ihnen weitere schriftliche Informationen unverbindlich zukommen. Sie können sich jederzeit per Mail oder Telefon an uns wenden.
Forschungsgruppe Prof. Dr. Malcolm Kohler
FORSCHUNGSGRUPPE TEAM
Sarah Basler, MSc, MSc
Selvete Bajrami
Kimberly Nitzsche, BSc
Kai Fricke, MD
Yassin Rhouma
Xu Zhang
KOLLABORATIONEN
Zu unseren wichtigsten Kollaborationspartnern zählen das Zuger Medtech-Start-Up Deep Breath Intelligence (DBI), das auf die komplexe Analyse der molekularen Atemmuster mittels Machine Learning-Algorithmen und nicht-invasive Methoden für die Früherkennung von Krankheiten und therapeutische Arzneimittelüberwachung spezialisiert ist, sowie die ETH Zürich und das Kinderspital Beider Basel.
Unter dem Flagship Projekt Exhalomics der Hochschulmedizin Zürich findet eine interinstitutionelle Kollaboration von Forschungsgruppen statt, mit dem Ziel, die Atemanalyse in der medizinischen Diagnostik zu etablieren. Folgende Institutionen sind aktuell beteiligt:
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Rämistrasse 100
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Wer ist verantwortlich für die Datenbearbeitung?
Verantwortlich für die Datenverarbeitungen, die wir hier beschreiben, ist Prof. Dr. med. Malcolm Kohler, UniversitätsSpital Zürich, Rämistrasse 100, 8091 Zürich, forschungkohler@usz.ch.
Für datenschutzrechtliche Anliegen können Sie das Studienteam kontaktieren.
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Das Universitätsspital Zürich (USZ) verfügt über angemessene, dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz Ihrer Personendaten vor unberechtigtem Zugriff und Missbrauch. Solche Sicherheitsvorkehrungen umfassen technische Massnahmen zur Cybersicherheit wie IT- und Netzwerksicherheitslösungen, die Verschlüsselung Ihrer Daten und die Sicherstellung des Need-to-Know beim Zugriff auf Ihre Daten sowie organisatorische und administrative Massnahmen wie der Sicherstellung einer regelmässigen Überprüfung der Kontrollen, der Schulung von Mitarbeitenden und ein Regelwerk von einschlägigen Weisungen.
Werden Daten an Dritte und/oder ins Ausland weitergegeben?
Grundsätzlich bleiben Ihre personenbezogenen Daten in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. med. Malcolm Kohler. Wir geben Ihre Personendaten nur extern weiter, um technische oder organisatorische Dienstleistungen in Anspruch zu nehmen, die wir für die Erfüllung des genannten Zwecks benötigen. Darüberhinausgehende Weitergaben Ihrer Personendaten erfolgen nur, wenn Sie dazu Ihr ausdrückliches Einverständnis gegeben haben. Müssen Daten weitergegeben werden, findet dies in jedem Fall in Einklang mit den anwendbaren gesetzlichen Grundlagen statt.
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Version 1.0 vom 12. Juli 2023