Die Forschungsthemen des Instituts für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Pathobiochemie
Die Arbeitsgruppen des Instituts beschäftigen sich u.a. mit Entzündungsprozessen, Glycomics, Metabolismus, Lipide und Alterung, Molekulare Onkologie und Signaltransduktion.
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Entzündung
Die hochorganisierte Entzündungsreaktion resultiert aus der Antwort des Immunsystems auf einen Gewebeschaden und ist durch Schmerz, Schwellung, Rötung und Erwärmung des betroffenen Areals charakterisiert. Bei allen Formen der Entzündungsreaktion beobachtet man die gesteigerte Adhäsion zirkulierender Leukozyten an das Gefäßendothel und das nachfolgende Auswandern in entzündetes Gewebe. Neben der erwünschten Wirkung der Abwehr und Reparatur von Gewebedefekten, kann das gesteigerte Auswandern der Leukozyten auch pathologische Bedeutung erlangen und zur Schädigung des Gewebes führen. Es besteht daher großes Interesse, die Mechanismen der Entzündungsreaktion zu verstehen, um pharmakologisch modulierend einzugreifen.
Akut-entzündlich und chronisch-entzündliche Erkrankungen
Ziel ist einerseits die Validierung von Heparin-Analoga in Bezug auf ihren Einfluss bei der Blutgerinnung und der Komplementaktivierung und andererseits die Identifizierung der hereditären Komponenten chronisch-entzündlicher Erkrankungen.
Zelladhäsion
Zelladhäsionsvorgänge spielen eine zentrale Rolle im Rahmen von Prozessen des Immunsystems. Eine fehlgesteuerte Funktion von Zelladhäsionsmolekülen und assoziierter Bindungspartner ist wesentlich an Entzündungsreaktionen beteiligt. Durch die Aufklärung der Struktur, Funktion und Regulation von Zelladhäsionsmolekülen wollen wir zu einem besseren Verständnis dieser Vorgänge als Grundlage für zukünftige Therapieansätze beitragen.
Glycomics
Im vorliegenden Projekt sollen durch Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Glykobiotechnologie grundlegende neuartige Verfahren der Analyse und der Biosynthese glykanbasierter Wirkstoffe entwickelt werden.
Analytik
Studies of the glycome in the context of health and disease (cancer, regenerative medicine, inflammatory diseases, immune responses). Glycans from any sources are analyzed using an artificial platform that comprises MALDI-TOF, LC-MS, CE-LIF, 2AB-HPLC, HPAEC-PAD and glycan arrays.
Glykodesign
Entwicklung neuer Verfahren, die es ermöglichen, die Biosynthese und damit die Herstellung rekombinanter Glykoproteine mit definierter Glykanausstattung zu steuern ("Glykodesign").
Dies ist für die biomedizinische Forschung, für therapeutische Proteine (Biopharmazeutika) in Hinblick auf Drug Design, Qualitätskontrolle und Arzneimittelzulassung sowie für die molekulare Diagnostik von größtem Interesse.
Phosphatasen
Die Phosphorylierung von Tyrosinresten in Proteinen stellt einen wichtigen Mechanismus in der zellulären Signaltransduktion dar, der durch die koordinierte Aktivität von Tyrosinkinasen und Protein-Tyrosin-Phosphatasen (PTPs) reguliert wird. Zu den Regulationsmechanismen der klassischen PTPs, eine Cystein-basierte Untergruppe der PTP-Superfamilie, die ausschließlich Phosphotyrosin in Proteinen dephosphoryliert, gehören Expressionsunterschiede, Veränderung der Phosphorylierung von PTPs selbst, sowie die subzelluläre Lokalisation von PTPs.
Pathobiochemie hereditärer Neurodegeneration
Der Begriff Neurodegeneration ist mit einer Reihe von Erkrankungen assoziiert, bei denen in erster Linie bestimmte Zellpopulationen des menschlichen Nervensystems betroffen sind. In der Gruppe hereditärer Axonopathien sind Motoneurone die primär betroffenen Strukturen. In Abhängigkeit von der Beteiligung entweder der oberen oder der unteren Motoneuronen werden die hereditären Axonopathien traditionell in zwei klinisch und genetisch breit gefächerte Gruppen eingeteilt: Hereditäre Spastische Paraplegien (HSP) und Charcot-Marie-Tooth-Erkrankungen (CMT). Klinisch und genetisch sind die einzelnen dazugehörigen Krankheitsbilder sehr heterogen, jedoch zeigen sie viele Gemeinsamkeiten auf pathobiochemischer/subzellulärer Ebene. Daher lässt dieser Aspekt auf die Entwicklung ähnlicher therapeutischer bzw. gegensteuernder Strategien für einzelne Krankheitsbilder hoffen.
Zielgerichtete Toxine und Naturstoffe
Tumoren, die chirurgisch nicht vollständig entfernt werden können, stellen ein erhebliches Problem dar, da eine dauerhafte Heilung durch traditionelle Chemotherapie und Strahlentherapie nur bei einem kleinen Teil der Tumorentitäten erreichbar ist. Daher sind Therapieansätze auf der Basis biologischer Moleküle von größtem Interesse. Die Identifizierung neuer Naturstoffe, die spezifisch gegen Tumorzellen wirken oder die Wirkung existierender Wirkstoffe verstärken, ist dabei ein wichtiger Ansatz. Eine weitere Möglichkeit ist die Verknüpfung eines Proteintoxins mit einem Liganden (z. B. Antikörper), der gezielt Tumorzellen erkennt und so den für die Tumorzelle tödlichen Wirkstoff heranführt.