Sepsis ist definiert als eine Reaktion des Organismus auf eine Invasion von Mikroorganismen in den Blutstrom. Als Antwort auf Pathogene aber auch auf ausgedehnte Gewebeschädigungen kommt es zu einer Überaktivierung bzw. einer ausgeprägten Dysregulation der körpereigenen Immunantwort. Gewebe- und Immunzellen werden durch die Infektion aktiviert. Allerdings hat dieses keine koordinierte Immunantwort zur Folge, sondern das Krankheitsbild wird durch die Immunreaktion selbst verschlimmert. Die Folge ist eine Schädigung körpereigener Organe und Gewebe, die durch eine zusätzlich auftretende Beeinträchtigung der Blutzirkulation und dem damit einhergehenden Sauerstoffmangel im Gewebe weiter verstärkt wird. Im Rahmen dieser Prozesse und Gewebsschädigungen werden eine Vielzahl von körpereigenen Substanzen, sogenannte Alarmine, freigesetzt. Diese Substanzen können gemeinsam mit den Erregern von dem Immunsystem als Gefahrensignale erkannt werden und beeinflussen gemeinsam mit diesen das Krankheitsgeschehen der Sepsis.

Host Septomics untersucht die Wirtsantwort im Verlauf der Sepsis. Dabei folgt die Gruppe der Hypothese, dass das Immunsystem eher darauf ausgerichtet ist, Gefahr und Zerstörung zu erkennen und darauf zu reagieren, als zwischen „Eigen" und "Fremd“ zu differenzieren. Ein besonderer Schwerpunkt der Forschung liegt somit in der Identifikation und der Funktionsanalyse von Proteinen aus der heterogenen Substanzgruppe der Alarmine. Diese „danger signals“ werden zusammen mit den eingedrungenen Erregern durch das Immunsystem erkannt und beeinflussen maßgeblich die Wirtsantwort. Host Septomics beschäftigt sich mit der Rolle und den Regulationsmechanismen bisher bekannter Alarmine in der Pathogenese der Sepsis anhand von Zellkulturen und Tiermodellen. Erreger- sowie organspezifische Veränderungen werden dabei mit bekannten Markerprofilen der Entzündung, sowie der Art und dem Ausmaß der Gewebszerstörung verglichen. Diese systematischen Untersuchungen dienen dazu, bisher nicht bekannte Alarmine zu identifizieren und zu charakterisieren. Die Signalwege und die Funktionen der neu identifizierten Alarmine können dann in einzelnen Zellen und Komponenten des Immunsystems charakterisiert und anschließend ihre Bedeutung bei der Sepsis im Tierversuch untersucht werden

Die Grundlage eines solchen innovativen pathophysiologischen Ansatzes bietet die interdisziplinäre Vernetzung. Host Septomics arbeitet mit Methoden der funktionellen Genomik und Proteomik von Patient und Erreger sowie mit modernsten molekular- und zellbiologischen Techniken. Damit sind systematische, vergleichende Analysen von Transkriptom- und Proteinmustern aus gesundem und infiziertem Gewebe möglich. Diese sind eine unabdingbare Voraussetzung, um neue, für den Verlauf der Sepsis wichtige Proteine und Biomarker zu finden. Diese identifizierten „targets“ werden beim ZIK Septomics hinsichtlich ihrer diagnostischen und therapeutischen Eignung untersucht. Das geschieht anhand von Proben, die in Tiermodellen gewonnen werden, anhand von Proben septischer Patienten und durch spätere klinische Studien.