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Forschungsgebiet

Entwicklung humaner perinataler Immunzellen
Biomarker-Forschung bei neonataler Sepsis
Geburtskohorte von Frühgeborenen und Reifgeborenen (MUNICH PreTCL)
Mikrozirkulation und Glykokalyxveränderungen in Entwicklung und Krankheit

Prof. Dr. med. Claudia Nußbaum

✉ claudia.nussbaum@med.uni-muenchen.de

☎ +49-89-4400-32220

Aktuelle Projekte:

Die Geburt stellt einen entscheidenden Übergang im menschlichen Leben dar, insbesondere für das sich entwickelnde Immunsystem. Während der Schwangerschaft befindet sich der Fötus in einer weitgehend sterilen Umgebung im Mutterleib. Bei der Geburt ist das Neugeborene jedoch plötzlich einer Vielzahl von Mikroben und Umwelteinflüssen ausgesetzt. In den ersten Lebenstagen beginnt sich das Immunsystem rasch an diese neue Umgebung anzupassen. Wie diese Anpassung gesteuert wird und wie sie durch eine Frühgeburt verändert wird, bleibt eine zentrale Frage der aktuellen Forschung.

Mit dieser Studie wollen wir das Verständnis der Entwicklung des neonatalen Immunsystems vorantreiben, Unterschiede zwischen Frühgeborenen und termingeborenen Säuglingen identifizieren und ermitteln, wie verschiedene Faktoren wie Umwelteinflüsse, Ernährung und genetische Einflüsse diesen Prozess prägen. Zu diesem Zweck isolieren wir Immunzellen aus Nabelschnurblut und peripherem Blut und entnehmen getrocknete Blutproben von Neugeborenen über einen breiten Bereich von Gestationsalter. Diese Proben werden mithilfe integrierter Multi-Omics- und funktioneller Immunprofilierungsansätze analysiert.

Langfristig sollen diese Arbeiten neue Erkenntnisse liefern, die die Prävention und Behandlung schwerer Erkrankungen im frühen Kindesalter unterstützen.

Das Projekt ist Teil des DFG-geförderten Transregio TRR 359 PILOT

Weitere Informationen finden Sie unter www.perinatal-immunity.de/en

Die Zusammensetzung und Reifung von Immunzellen weist bei Früh- und Neugeborenen eine hohe interindividuelle Variabilität auf. Quantitative und qualitative Veränderungen der neonatalen Neutrophilen werden als Beitrag zur erhöhten Anfälligkeit für bakterielle Infektionen und neonatale Sepsis angesehen, die immer noch eine der Hauptursachen für Mortalität und langfristige Morbidität sind. Diese interindividuelle Variabilität wird durch genetisch fest verdrahtete Programme, die sich schnell verändernde Umwelt und die Interaktion zwischen beiden (GxE-Interaktion) beeinflusst. Bis heute sind die genetischen Grundlagen der Variabilität menschlicher perinataler Immunzellen wenig verstanden und weitgehend unerforscht.

In diesem gemeinsamen Forschungsprojekt werden wir in Zusammenarbeit mit dem Labor von Dr. Sarah Kim-Hellmuth und der pädiatrischen Proteomik-Einheit (Dr. Susanne Pangratz-Führer, Dr. Johannes Müller-Reif) ein multiomisches Profiling in getrockneten Blutproben von Neugeborenen (DBS) durchführen, um den genetischen Einfluss auf die Proteinexpression und deren Zelltypspezifität in neonatalen Proteomen von 662 Neugeborenen mit unterschiedlichem Gestationsalter aufzudecken.

Infektionen bei Neugeborenen sind nach wie vor eine der Hauptursachen für Neugeborenensterblichkeit und lebenslange Behinderungen. Jedes Jahr sterben weltweit etwa 400.000 Neugeborene an schweren bakteriellen Infektionen. Eine frühzeitige Diagnose und Behandlung ist entscheidend, aber insbesondere bei der Frühen Sepsis (EOS) aufgrund der unspezifischen Anfangssymptome und der begrenzten diagnostischen Möglichkeiten im Frühstadium schwierig.

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Diagnose von EOS zu verbessern, die derzeit dazu führt, dass viele Neugeborene unnötigerweise von ihren Müttern getrennt und invasiven Diagnose- und Behandlungsmethoden unterzogen werden. Wir werden eine Kohorte von Neugeborenen untersuchen, die bestimmten EOS-Risikofaktoren ausgesetzt waren (verlängerter Blasensprung, Streptokokken der Gruppe B bei der Mutter und klinische Anzeichen einer Chorioamnionitis), aber keine anderen Komplikationen oder Komorbiditäten während der Schwangerschaft aufwiesen.

Unsere Analysen umfassen

a) Isolierung und Charakterisierung von extrazellulären Vesikeln aus Nabelschnurblut von Risikoneugeborenen und mütterlichem Blut (Kooperation mit PD Dr. Reithmair, LMU und Prof. Michael Pfaffl, TUM School of Life Sciences).

b) Identifizierung von Mikrobiom-Signaturen und potentiellen Infektionswegen bei EOS-Verdachtsfällen durch Charakterisierung des intestinalen Mikrobioms mittels Shotgun-Sequenzierung und Durchführung einer 16S rRNA-Genamplifikations-Sequenzierung von Blutproben (Kooperation mit Prof. Thomas Clavel, Universität Aachen).

Das vaskuläre Endothel ist entscheidend für die Pathogenese von SARS-CoV-2. Das Virus greift die Zellen über ACE2-Rezeptoren an, zerstört die schützende Glykokalyx und verursacht eine anhaltende endotheliale Dysfunktion bei Long-COVID-Patienten. Trotz einer milderen Ersterkrankung leiden Kinder an SARS-CoV2-bedingten Erkrankungen, einschließlich Long-COVID und dem Multisystemic Inflammatory Syndrome in Children (MIS-C), einer schweren pädiatrischen Komplikation.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Andre Jacob (Pädiatrische Kardiologie, LMU) untersuchen wir mikrozirkulatorische Veränderungen und molekulare Signaturen von SARS-CoV-2 induzierten Erkrankungen bei Kindern. In einem longitudinalen Design werden mikrozirkulatorische Parameter bei Kindern/Jugendlichen mit akutem COVID-19, PIMS, Long COVID und asymptomatischer SARS-CoV-2 Infektion während der akuten Phase und drei Monate nach Genesung evaluiert.

Klinische Neugeborenenstudien:

Ziel dieses Projektes ist es, die neurologische Entwicklung von Patienten im Alter von 1-6 Jahren nach perinataler Asphyxie unterschiedlicher Schweregrade sowie die Auswirkungen auf die Eltern einschließlich möglicher Langzeitfolgen zu analysieren. Bisher wurden 179 Kontrollpersonen und 135 Patienten mit perinataler Asphyxie in die Studie eingeschlossen. Die Ergebnisse sollen Aufschluss über die erweiterte Indikation der Hypothermiebehandlung geben und Faktoren identifizieren, die die elterliche Belastung positiv oder negativ beeinflussen und damit zur Prävention posttraumatischer Belastungsstörungen beitragen.

Ziel des Projektes ist es zu evaluieren, ob die Verlegung der Neugeborenen-Intensivstation und die damit verbundenen räumlichen Veränderungen zu einer Reduktion der Erregerübertragung zwischen Patienten geführt haben. Darüber hinaus soll der Nutzen von gezielten Schulungen des Personals zur Einhaltung und Verbesserung von Hygienemaßnahmen evaluiert werden.

Prof. Dr. med. Claudia Nußbaum

Gruppenleiterin

✉ Claudia.Nussbaum@med.uni-muenchen.de

☎ 089-4400-32220

Angela Sutterer-Verrelli

Doktorandin, MD track

✉ Angela.Verrelli@med.uni-muenchen.de

Dr. med. Paula Rothämel

Clinician Scientist

✉ Paula.Rothaemel@med.uni-muenchen.de

Anastasie Vathelot

Clinician Student Assistant

Anastasia.Vathelot@med.uni-muenchen.de

Alessandro Mattia

Doktorand, PHD track

✉ Alessandro.Mattia@med.uni-muenchen.de

Pia Maria Koldeweihe

Doktorandin, MD track

✉ Piamaria.Koldeweihe@med.uni-muenchen.de

Rosalie Ulbricht

Doktorandin, FöFoLE Promotionsstudiengang

✉ Rosalie.Ulbricht@med.uni-muenchen.de

☎ 015785832453

Alumni

Fabienne Ruske

✉ Fabienne.Ruske@campus.lmu.de

Publikationen

Human neonatal CITE-seq atlas identifies an immune transition at 32 weeks’ gestation from CD15⁺ myeloid-dominated to interferon-primed immunity. Rothämel, P., Mattia, A., Corey, M. I., Puzek, B., Wiesel, J., Michael-Kuschel, P., Klein, C., Sperandio, M., Henneke, P., Nussbaum, C.*, & Kim-Hellmuth, S*. (2026). bioRxiv, 2026.04.01.715643.

Infants' General Movements Were Not Affected by Exposure to Maternal Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Infections. Neumayr K, Lippert K, Schroeder AS, Eck VG, Tacke U, Üzer S, Flemmer AW, Klemme M, Nussbaum C, Hesse N, Pujades S, Behr L, Strieker S, Heinen F, Landgraf MN.Acta Paediatr. 2026 Apr;115(4):913-922. doi: 10.1111/apa.70420. Epub 2025 Dec 21.PMID: 41424041

Microcirculatory impairment and increased arterial stiffness in pediatric Long COVID patients. Boever J, Jakob A, Paetzold C, Gomes D, Birzele LT, Baalmann K, Haas NA, Nussbaum C.Eur J Pediatr. 2026 Mar 16;185(4):186. doi: 10.1007/s00431-026-06825-6.PMID: 41840045

Development of a circadian immune system. Li X, Rothämel P, Nussbaum C, Sperandio M, Scheiermann C.Trends Immunol. 2025 Sep;46(9):614-623. doi: 10.1016/j.it.2025.06.004. Epub 2025 Jul 12.PMID: 40653412

Unlocking the genetic influence on milk variation and its potential implication for infant health. Nussbaum C, Kim-Hellmuth S.Cell Genom. 2024 Oct 9;4(10):100676. doi: 10.1016/j.xgen.2024.100676.PMID: 39389012

Changes in the rate of preterm infants during the COVID-19 pandemic Lockdown Period-data from a large tertiary German University Center. Delius M, Kolben T, Nußbaum C, Bogner-Flatz V, Delius A, Hahn L, Buechel J, Hasbargen U, Flemmer AW, Mahner S, Hertlein L.Arch Gynecol Obstet. 2024 May;309(5):1925-1933. doi: 10.1007/s00404-023-07048-y. Epub 2023 May 25.PMID: 37231277

Cyclophilin A is a ligand for RAGE in thrombo-inflammation. Seizer P, von Ungern-Sternberg SNI, Haug V, Dicenta V, Rosa A, Butt E, Nöthel M, Rohlfing AK, Sigle M, Nawroth PP, Nussbaum C, Sperandio M, Kusch C, Meub M, Sauer M, Münzer P, Bieber K, Stanger A, Mack AF, Huber R, Brand K, Lehners M, Feil R, Poso A, Krutzke K, Schäffer TE, Nieswandt B, Borst O, May AE, Zernecke A, Gawaz M, Heinzmann D.Cardiovasc Res. 2024 Mar 30;120(4):385-402. doi: 10.1093/cvr/cvad189.

Association between inflammation, glycocalyx biomarkers, and endothelial function in children with hypercholesterolemia. Pastor-Villaescusa B, Meier J, Ruske F, Prell C, Gruezner J, Koenig M, Jakob A, Koletzko B, Nussbaum C. Ann Nutr Metab. 2024 Feb 5. doi: 10.1159/000536042. PMID: 38316115

Long-Term Microvascular Changes in Multisystem Inflammatory Syndrome in Children. Boever J*, Nussbaum C*, Arnold L, Haas NA, Dold SK, Oberhoffer FS, Jakob A. JAMA Pediatr. 2024 Mar 1;178(3):304-306. doi: 10.1001/jamapediatrics.2023.6022. PMID: 38227331 * equal contrib.

Cyclophilin A is a ligand for RAGE in thrombo-inflammation. Seizer P, von Ungern-Sternberg SNI, Haug V, Dicenta V, Rosa A, Butt E, Nöthel M, Rohlfing AK, Sigle M, Nawroth PP, Nussbaum C, Sperandio M, Kusch C, Meub M, Sauer M, Münzer P, Bieber K, Stanger A, Mack AF, Huber R, Brand K, Lehners M, Feil R, Poso A, Krutzke K, Schäffer TE, Nieswandt B, Borst O, May AE, Zernecke A, Gawaz M, Heinzmann D. Cardiovasc Res. 2024 Mar 30;120(4):385-402. doi: 10.1093/cvr/cvad189. PMID: 38175781.

A20 and the noncanonical NF-κB pathway are key regulators of neutrophil recruitment during fetal ontogeny. Rohwedder I, Wackerbarth LM, Heinig K, Ballweg A, Altstätter J, Ripphahn M, Nussbaum C, Salvermoser M, Bierschenk S, Straub T, Gunzer M, Schmidt-Supprian M, Kolben T, Schulz C, Ma A, Walzog B, Heinig M, Sperandio M. JCI Insight. 2023 Feb 22;8(4):e155968. doi: 10.1172/jci.insight.155968. PMID: 36633909.

Kawasaki disease and increased cardiovascular risk: Is there a link to circulating glycocalyx biomarkers?. Jakob A, Bohlig S, König M, Nussbaum C, Dalla-Pozza R, Hermann M, Haas NA, Pastor-Villaescusa B. Microvasc Res. 2022 Mar;140:104269. doi: 10.1016/j.mvr.2021.104269. Epub 2021 Oct 23. PMID: 34699846

Cohort profile: the MUNICH Preterm and Term Clinical study (MUNICH-PreTCl), a neonatal birth cohort with focus on prenatal and postnatal determinants of infant and childhood morbidity. Pangratz-Fuehrer S, Genzel-Boroviczény O, Bodensohn WE, Eisenburger R, Scharpenack J, Geyer PE, Müller-Reif JB, van Hagen N, Müller AM, Jensen MK, Klein C, Mann M, Nussbaum C. BMJ Open. 2021 Jun 24;11(6):e050652. doi: 10.1136/bmjopen-2021-050652. PMID: 34168035

Effect of gestational age and postnatal age on the endothelial glycocalyx in neonates. Puchwein-Schwepcke A, Artmann S, Rajwich L, Genzel-Boroviczény O, Nussbaum C. Sci Rep. 2021 Feb 4;11(1):3133. doi: 10.1038/s41598-021-81847-8. PMID: 33542284

Maturation of Platelet Function During Murine Fetal Development In Vivo. Margraf A*, Nussbaum C*, Rohwedder I, Klapproth S, Kurz ARM, Florian A, Wiebking V, Pircher J, Pruenster M, Immler R, Dietzel S, Kremer L, Kiefer F, Moser M, Flemmer AW, Quackenbush E, von Andrian UH, Sperandio M. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017 Jun;37(6):1076-1086. doi: 10.1161/ATVBAHA.116.308464. Epub 2017 Apr 20. PMID: 28428216

Sphingosine-1-phosphate receptor 3 promotes leukocyte rolling by mobilizing endothelial P-selectin. Nussbaum C, Bannenberg S, Keul P, Gräler MH, Gonçalves-de-Albuquerque CF, Korhonen H, von Wnuck Lipinski K, Heusch G, de Castro Faria Neto HC, Rohwedder I, Göthert JR, Prasad VP, Haufe G, Lange-Sperandio B, Offermanns S, Sperandio M, Levkau B. Nat Commun. 2015 Apr 2;6:6416. doi: 10.1038/ncomms7416. PMID: 25832730

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