Forschungsbericht 2003 - Projekte

 

Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung Leipzig (IZKF)

Interdisciplinary Centre for Clinical Research Leipzig


Nachwuchsgruppe Neuroimmunologische Zellbiologie (N01)

IZKF Junior Group Neuroimmunological Cell Biology


Entzündliche Prozesse bei der Alzheimer Demenz

Inflammatory processes in Alzheimer's dementia


PD Dr. Gerald Münch (muegmedizin.uni-leipzig.de), Dr. Bjoern Kuhla, Dr. Jovana Gasic-Milenkovic

Die Nachwuchsgruppe untersuchet wir die Rolle von Zuckeroxidationsprodukten, sogenannten advanced glycation

endproducts (AGEs) bei der Alzhimer Demenz. AGEs sind ursächlich als Proteinvernetzer und Entzündungsauslöser an der Pathogenese der Alzheimerschen Erkrankung beteiligt. AGE Modifikationen sind in Amyloidplaques und in Astrocyten sichtbar, die neuritische Plaques umgeben. AGEs stimulieren die Expression von proinflammatorischen Zytokinen und der induzierbaren NO Synthase (iNOS). Membrangängige Antioxidantien wie Östrogenderivate, Alpha-Liponsäure und Gingko biloba Extrakt EGb 761 verhindern die Aufregulierung der AGE-induzierten iNOS Expression und NO Produktion. Da dieser pharmakologische Mechanismus nicht nur für die Alzheimer Krankheit, sondern auch für andere chronische

entzündliche Krankheiten wichtig ist, kann man solche membrangängigen Antioxidantien auch als potente therapeutische antiinflammatorische Substanzen ansehen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01) und Drittmittel (DFG : Mu 1011/14-1)


Gliale Mitogene - Gründe für aberranten neuronalen Zelltod

Glial mitogens- causes for aberrant neuronal cell death


PD Dr. Gerald Muench (mueg@medizin.uni-leipzig.de), Prof. Th. Arendt (PFI)

In der Alzheimer Demenz zeigt sich eine vermehrte Gliose (Vermehrung von Astroglia und Mikroglia) in der Nähe der senile Plaques. Neuronen in diesen Regionen zeigen Anzeichen des Wiedereintritts in den Zellzyklus. Wenn der Zellzyklus nicht vollendet werden kann, werden die Zellen arretiert und sterben durch Apopotose In diesem Projekt wird untersucht, ob aktivierte Glia diese Faktoren ausschütten und durch falsches Wachstumssignale die Neurodegeneration vorantreiben.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (Alzheimer Forschungs Iniative)


Identifikation von AGE-modifizierten Proteinen als diagnostische Marker für die Alzheimer Demenz

Identifikation of AGE-modified proteins as diagnostic markers for Alzheimer's dementia


PD Dr. Gerald Münch (mueg@medizin.uni-leipzig.de), Prof. K. Hager (Henrietten-stiftung, Hannover), Prof. P. Thornalley (University of Colchester, Essex, UK)

Advanced glycation end products (AGEs) lagern sich in senilen Plaques vermehrt ein und spielen eine Schlüsselrolle in chronischen Entzündungsreaktion im Hirn von Alzheimer Patienten. Sie induzieren auch die Expression von pro-inflammatorischen Zyokinen und verstarken so die Entzündungsreaktion. In diesem Projekt soll untersucht werden, welche Proteine im Hirn und im Liqor besonders hoch AGE-modifiziert sind und ob sie als diagnotische Marker zur Differentialdiagnose von Demenzen herangezogen werden konnen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (Industrie)


Identifikation von Bindungsproteinen und Rezeptoren für advanced glycation endproducts

Identification of binding proteins and receptors for advanced glycation endproducts


PD Dr. Gerald Münch (mueg@medizin.uni-leipzig.de), Dr. Andrea Sinz (BBZ)

Advanced glycation endproducts (AGEs) sind ein heterogenes Gemisch aus proteingebundenen Zuckern und Zuckerfragmentierungprodukten, die sich bei der Herstellung von Nahrungsmitteln bilden, aber sich auch im Laufe des Alterungsprozesses anhäufen. Akzeleriert wird diese Akkumulation bei verschiedenen Krankheiten wie Diabetes (und deren Komplikation wie Retinopathie, Nephropathie (bis hin zum Nierenversagen) Störungen im cardiovaskulären Systemen), Rheumatoider Arthritis, und der Alzheimer Krankheit. AGEs als pathologische Proteinmodifikationen induzieren die Aktivierung von Zellen, was zur Proliferation und Überproduktion freier Radikale und pro-inflammatorischer Zytokine führt. Da AGEs bei der Krankheitsprogression beteiligt sind, kann das therapeutische Eingreifen in ihre pathophysiologischen Signalwege eher als kausativ als als symptomatisch eingeschätzt werden. Die Identifikation von AGE-Rezeptoren eröffnet die Möglichkeit zur Entwicklung spezifischer Therapeutika, vor allen von AGE-Rezeptorantagonisten.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (Stipendium / Frauenförderung, Industrie)


Inhibierung des mitochondrialen neuronalen Energiestoffwechsels

Inhibition of mitochondrial neuronal energy metabolism


PD Dr. Gerald Muench (mueg@medizin.uni-leipzig.de)

Für die Alzheimer Demenz ist eine ausgeprägte Verringerung des zerebralen Glukoseumsatzes, der oxidativen Phosphorylierung und des ATP-Spiegels charakteristisch. Wahrscheinlich führen viele der Noxen zur Störung der oxidativen Phosphorylierung und so zum Energiemangel (ATP-Depletion), der in milden Fällen zur neuronalen Dysfunktion und in schweren Fällen zum Zelltod führen kann. Eine therapeutisch positive Beeinflussung des stressinduzierten Energiemangels (Normalisierung des ATP-Spiegels) könnte die fortschreitende neuronale Dysfunktion bzw. die Neurodegeneration verlangsamen (neuroprotektive Therapie). Folgende für AD relevante Stressfaktoren / Noxen können an der Energiedepletion in Neuronen beteiligt sein und wurden in SHSY-5Y Zellen verglichen werden: ß - Amyloidpeptid, Advanced glycation endproducts, niedermolekulare Dicarbonylverbindungen / ?-Hydroxyaldehyde (z.B. Methylglyoxal) und Lipidperoxidationsprodukte (z.B. 4-Hydroxy-2-nonenal).

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (Hirnliga)


Mitogene Signale in der Alzheimer Demenz

Mitogenic signalling in Alzheimers's disease


PD Dr. Gerald Muench (mueg@medizin.uni-leipzig.de), Prof. Th. Arendt (PFI)

Für die Alzheimer Demenz ist eine De-Differenzierung und ein Wiedereintritt in den Zellzyklus der Neuronen in betroffenen Gebieten des Gehirns sichtbar. Als Auslöser dieses Phänomens werden beta-Amyloidpeptid und Advanced glycation endproducts in einer Neuroblastomzelllinie (SH-SY5Y) auf ihren Einfluss auf die Expression von Zellzyklusmarker wie Cycline, und Phosphorylierung von Proteinen im mitogenen Signalwegen (Retinoblastoma) und die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren (E2F) getestet.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (EU)


Entzündung und neuronale Energieproduktion

Inflammation and neuronal energy production


PD Dr. Gerald Muench (mueg@medizin.uni-leipzig.de)

In der Alzheimer Demenz zeigt sich eine vermehrte Gliose (Vermehrung von Astroglia und Mikroglia) in der Nähe der senile Plaques. Gleichzeitig ist ein ausgeprägter Energiemangel und eine gestörte Glukoseaufnahme festzustellen. Welcher Zusammenhang könnte da bestehen? Kann die Entzündung ursächlich daran beteiligt sein? Diese Fragen werden in einem humane Zellkultursystem systematisch untersucht. In diesem Projekt wird insbesondere untersucht, ob aktivierte Glia diese energieedepletierenden Neurotoxine ausschütten und so die Neurodegeneration vorantreiben.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung (IZKF Leipzig Projekt N01), Drittmittel (Stipendium/Studienstiftung, Alzheimer Forschungs Initiative)


Nachwuchsgruppe Neuroimmunologische Zellbiologie (N01)

IZKF Junior Group Neuroimmunological Cell Biology


Kovalente Verbrückung des MAP-tau Proteins durch reaktive Dicarbonyle - der erste Schritt der tangle-Bildung?

Covalent crosslinking of MAP-tau by reactive carbonyl compounds - the first step in tangle formation?


Dr. Björn Kuhla (kuhb@medizin.uni-leipzig.de), Prof. Dr. Thomas Arendt, PD Dr. Hans-Joachim Lüth, Dr. Max Holzer, Cathleen Haase (Paul-Flechsig-Institut, Universität Leipzig)

Fibrillary tangles in Alzheimer's disease and other tauopathies are mainly composed of hyperphoshorylated microtubuli associated protein tau and a stimulating cofactor of aggregation. Hyperphosphorylation is probably the result of an imbalance of tau kinase and phosphatase activities in the affected neurons and leads to a loss of microtubuli binding. Among the most active cofactors are degraded sugar and lipid-derived reactive carbonyl compounds which crosslink tau into aggregates post-translationaly. In this project, induction of tau crosslinking by reactive carbonyl compounds will be analyzed in vitro and intracellularly. In detail, the in situ and the intracellular generated and isolated tau aggregates will be characterized by immunhistochemistry and electron microscopy. In this manner it is intendend to establish an in vitro model for the generation of 'paired helical filaments' which could serve for the investigation of aggregation inhibitive or regressive substances.

Fibrilläre tangles wie sie in der Alzheimer'schen Erkrankung und in anderen Tauopathien vorkommen, bestehen hauptsächlich aus hyperphosphoryliertem tau Protein und einem weiteren Aggregations-Kofaktor. Die Hyperphosphorylierung in Neuronen entsteht aufgrund des gestörten Gleichgewichts zwischen tau-Kinasen und Phosphatasen in dessen Folge tau die Microtubuli nicht mehr stabilisieren kann. Unter zahlreichen Aggregations-Kofaktoren findet man Zucker-Abbauprodukte und Carbonyle des Lipidstoffwechsels, die vermutlich das tau protein kovalent vernetzen, und so die Basis der tangle-Bildung darstellen. In diesem Projekt untersuchen wir den Einfluß reaktiver Carbonyle auf das tau-crosslinking und die Aggregation, sowohl in vitro als auch intrazellulär mittels Immunhistochemie und Elektronenmikroskopie. Das Fernziel besteht in der Etablierung eines Zellkulturmodels, das zur Untersuchung von Substanzen mit aggregationshemmenden Eigenschaften dienen soll.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (Hirnliga e.V.)


Nachwuchsgruppe N02, Molekulare Medizin (N02)

IZKF Junior Group Molecular Medicine


Amplifikation und Differenzierung adulter Stammzellen

The amplification and differentiation of adult stem cells


Dr. Michael Cross (crossm@medizin.uni-leipzig.de), Dr. Zoe McIvor, Dr Minyao Wu, Sethu Narayanan, Matthias Hoja, Rüdiger Alt, Oliver Pelz, Marion Labani, P.D. Dr. Anna Wobus (IPK Gatersleben)

Das therapeutisches Potential adulter Blutstammzellen wird wegen ineffiziente Vermehrung und Differenzierung in Kultur begrenzt. Unser NMR 'Metabolic Profiling' von Stammzellen aus verschiedener Kulturmedien deutet auf einen außergewöhnlichen Metabolismus hin, der an Nahrstoff-armen Wachstumsbedingungen angepasst ist. Dazu haben wir auch zeigen können, dass ein Stammzell-spezifisches Genprodukt, der durch Glukose induziert wird, sowohl die Proliferation als auch die Differenzierung hemmt. Um die Qualität unsere kultivierten Stammzellen festzustellen, haben wir einen Ko-kultur System mit murine embryonale Stammzellen etabliert, wodurch die Ausdifferenzierung mehrerer Zellarten unterstützt wird. Mittels Spezies-spezifische, quantitative PCR haben wir zeigen können, dass primäre CD133+ jedoch nicht CD133- Zellen bleiben über einem längeren Zeitraum diesem Chimären erhalten. Die Ko-kultur ermöglicht daher eine schnelle und objektive Alternative zur Tierexperimente zur Analyse des Potentials von kultivierten Stammzellen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF/IZKF Leipzig Projekt N02)/ haushaltsfinanziert (IZKF Leipzig N02) und Drittmittel (DFG Schwerpunktprogramm: Embryonale und gewebespezifische Stammzellen: Regenerative Zellsysteme für einen Zell und Gewebeersatz; BMBF Schwerpunkt: Biologische Ersatz von Organfunktionen)


Nachwuchsgruppe N03, Endokrinologie

IZKF Junior Group Endocrinology


Molekulare und genetische Charakterisierung des humanen viszeralen und subkutanen Fettgewebes

Molecular and genetic characterization of visceral and subcutaneous adipose tissue


Dr. med. Matthias Blüher (bluma@medizin.uni-leipzig.de)

Es besteht eine positive Korrelation zwischen viszeraler Fettmasse und Insulinresistenz, Metabolischem Syndrom, KHK-Risiko sowie der hepatischen Glukoseproduktion. Bisher ist die Ätiopathogenese der Beziehung zwischen Insulinresistenz und viszeralem Fettgewebe ungeklärt, obwohl es bereits Hinweise gibt, dass bestimmte Gene und Proteine in Abhängigkeit von der Fettgewebslokalisation unterschiedlich exprimiert werden. In diesem Projekt sollen deshalb molekulare, genetische und metabolische Unterschiede zwischen subkutanem und viszeralem Fettgewebe identifiziert werden. Dabei wurden bei Patienten mit viszeral- oder subkutan-betonter und mit generalisierter Adipositas, bei Patienten mit Insulinresistenz und Typ-2 Diabetes sowie gesunden, schlanken Normalpersonen Unterschiede zwischen den Fettdepots in der Morphologie und Physiologie, der Genexpression (Genchips) und der Proteinexpression (Proteomics) analysiert werden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


Molekulare und genetische Charakterisierung des viszeralen und subkutanen Fettgewebes in verschiedenen Mausmodellen

Molecular and genetic characterization of visceral and subcutaneous adipose tissuein different mouse models


Dr. med. Matthias Blüher (bluma@medizin.uni-leipzig.de)

In diesem Projekt sollen deshalb molekulare, genetische und metabolische Unterschiede zwischen subkutanem und viszeralem Fettgewebe identifiziert werden. Dabei sollen in Mausmodellen für Diät-induzierte (DIO-Maus) und genetische Adipositas (ob/ob-Maus) sowie in einem Modell Fettgewebs-spezifischer Insulinresistenz (FIRKO) und Kontrollen Unterschiede zwischen den Fettdepots in der Morphologie und Physiologie, der Genexpression (Microarrays) und der Proteinexpression (Proteomics) analysiert werden. Ziel ist es, aus dieser Charakterisierung eine neue Definition von Risikogruppen des Metabolischen Syndroms und die Entwicklung von Strategien zur Differentialtherapie der Adipositas abzuleiten.

Weiterführung: ja

Finanzierung: formel.1-Projektförderung


Beziehung zwischen PPAR-gamma 2 Genvarianten und extremer Insulinresistenz bei Patienten mit gestörter Glukosetoleranz

Analysis of the relationship between PPAR-gamma 2 gene variants and severe insulin resistance in obese patients with impaired glucose tolerance.


Dr. med. Matthias Blüher (bluma@medizin.uni-leipzig.de), Prof. Dr. med. Ralf Paschke

We investigated whether known variants in the PPAR-gamma 2 gene are associated with obesity and extreme insulin resistance in obese patients with impaired glucose tolerance (IGT). The Pro115 Gln, Pro12Ala, Pro467Leu, Val290Met and a silent polymorphism C478 T were examined in 48 subjects with IGT and insulin resistance (IR), characterized by euglycemic hyperinsulinemic clamps, and in 52 healthy insulin sensitive (IS) controls. We found one proband in the IR group with the Pro115 Gln variant. This subject showed a lower whole body glucose uptake (18 micromol/kg per min) compared to the entire IR group (29 micromol/kg per min). The body weight of the proband (BMI 28.5 kg/m2) was within the average of the IR group (30.3 +/- 0.8 kg/m2). The Pro12Ala variant was not associated with differences in BMI, in the degree of insulin resistance between the IR and IS group.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


Beziehung zwischen der Pro12Ala Variante im PPAR-gamma 2 Gen und Pioglitazone-Therapieresistenz bei Patienten mit Typ-2 Diabetes

Analysis of the relationship between the Pro12Ala variant in the PPAR-gamma2 gene and the response rate to therapy with pioglitazone in patients with type 2 diabetes.


Dr. med. Matthias Blüher (bluma@medizin.uni-leipzig.de), Dr. med. Georg Lübben (Takeda Pharma, Aachen), Prof. Dr. med. Ralf Paschke

A total of 131 patients were treated in an open-label, randomized, multicenter study with pioglitazone (45 mg o.d.) during a course of >or=26 weeks. We evaluated the association between the PPAR-gamma genotype and the response rate to pioglitazone treatment. The Pro12Ala and the Pro12Pro variants in the PPAR-gamma gene are not associated with the response rate to pioglitazone treatment in patients with type 2 diabetes. The Pro12Ala variant in the PPAR-gamma gene does not affect the therapy efficacy of pioglitazone, suggesting that the drug-treatment response is independent from pharmacogenetic effects between PPAR-gamma and its ligand pioglitazone. Whether the Ala12Ala genotype plays a role in the response rate to TZD therapy remains to be determined.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


Verbesserte Lebenserwartung bei fettspezifischen Insulinrezeptor-Knockout Mäusen

Extended longevity in mice lacking the insulin receptor in adipose tissue.


Dr. med. Matthias Blüher (bluma@medizin.uni-leipzig.de), Barbara B Kahn (Beth Isreal Deaconess Medical Center, Boston, MA, USA), C. Ronald Kahn (Joslin Diabetes Center, Boston, MA, USA)

Caloric restriction has been shown to increase longevity in organisms ranging from yeast to mammals. In some organisms, this has been associated with a decreased fat mass and alterations in insulin/insulin-like growth factor 1 (IGF-1) pathways. To further explore these associations with enhanced longevity, we studied mice with a fat-specific insulin receptor knockout (FIRKO). These animals have reduced fat mass and are protected against age-related obesity and its subsequent metabolic abnormalities, although their food intake is normal. Both male and female FIRKO mice were found to have an increase in mean life-span of approximately 134 days (18%), with parallel increases in median and maximum life-spans. Thus, a reduction of fat mass without caloric restriction can be associated with increased longevity in mice, possibly through effects on insulin signaling.

Weiterführung: ja

Finanzierung: NIH-Grants: NIDDK 30136, NIDDK 43051, NIDDK 56116,

DERC grants DK 57521Deutsche Gesellschaft der Naturforscher Leopoldina, BMBF- LPD 9901/8-32


Funktionsbereich DNA-Technologien (Z03)

Core Unit DNA-Technologien


Dr. Knut Krohn (krok@medizin.uni-leipzig.de), Chemieingenieur Birgit Thiele; Pharmazieingenieur Petra Süptitz, MTA Kathleen Stein

Die Entschlüsselung genetischer Information ist zur Triebkraft der modernen Biologie geworden. Neben der Sequenzanalyse spielt auch die Analyse der Genexpression eine zunehmend wichtigere Rolle in der Biotechnologie/ Biomedizin. Neue Microarray-Chiptechnologien erlauben es, den Umfang von Untersuchungen auf das komplette Genom auszuweiten.

Das IZKF Leipzig betreibt daher einen Funktionsbereich DNATechnologien in dem DNA-Sequenzierungen und Microarray-Analyse einen festen Platz haben.

Derzeit profitieren mehr als 45 Arbeitgruppen im IZKF, der Medizinischen Fakultät, dem Universitätsklinikum und außerhalb von den Angeboten der Core Unit. Über 10000 Sequenzen und 350 Microarrays werden jährlich bearbeitet. Ein Großteil dieser Untersuchungen zielt auf das Verständnis von Genen und ihrer Rolle bei Erkrankungen (z.B. Diabetes Mellitus, Rheumatoide Artritis, Magen- und Darmerkrankungen).

Außerdem ist die Core-Unit DNA Technologie wichtiger Kommunikationspartner im Austausch von Labormethoden und organisiert Workshops und Laborkurse mit molekularbiologischen Themen . (z.B. 'single cell' PCR, Biocomputing, Microarray Technologie, Sequenzanalyse).

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF/IZKF Leipzig Projekt Z03), haushaltsfinanziert (IZKF Leipzig Projekt Z03), Refinanzierung durch Nutzer


Funktionsbereich Peptid-Technologien (Z04)

Core Unit Peptid Technologies


Dr. Sven Rothemund (sven_r@yahoo.com), Ingenieur Michael Posselt

Die Identifizierung von Peptid/Protein-Bindungsepitopen sowie die Lokalisierung biologisch essentieller Aminosäurepositionen in Proteinen trägt wesentlich zum Verständnis physiologischer und biochemischer Lebensfunktionen dar. Die Kenntnis dieser Interaktionen ist darüber hinaus eine wichtige Voraussetzung für klinische Manipulationen einer Vielzahl von Erkrankungen. Neben der klassischen Peptidsynthese von Einzelpeptiden übernimmt dabei die Synthese von umfangreichen Peptid- und Proteindomänen-Bibliotheken eine zunehmend wichtigere Rolle in der Biomedizin. Moderne Verfahren der Spotsynthese erlauben es, den Umfang der Bibliotheken auf mehrere Tausend Peptide mit bis zu 25 Aminosäuren zu erweitern.

Das IZKF Leipzig betreibt daher einen Funktionsbereich Peptid-Technologien mit einem breiten Angebotsspektrum. Dazu gehören die Synthese von Peptiden und Proteindomänen, die Bereitstellung von Substanz-Bibliotheken, die Markierung von Peptiden und Proteinen mit Fluoreszenzfarbstoffen sowie die Testung von Peptiden und Proteinen in Bindungsassays.

Derzeit profitieren mehr als 15 Arbeitgruppen im IZKF, der Medizinischen Fakultät, dem Universitätsklinikum und außerhalb von dem Servicangebot der Core Unit. Über 100 Einzelpeptide, mehrere Antikörper-Konjugate und 12 umfangreiche Peptidbibliotheken werden jährlich synthetisiert und in entsprechenden Bindungsassays getestet. Besonders intensive Kooperationen haben sich zwischen der Core Unit und den Arbeitsgruppen der Herren Prof. Mothes, Prof. Schöneberg und Prof. Gebhardt entwickelt und bilden auch für das Jahr 2004 eine wichtige Basis. Eine neues und wissenschaftlich äußerst interessantes Anwendungsgebiet auf dem Gebiet der Charakterisierung von extrazellulären Rezeptordomänen erschließt sich gerade als Zusammenarbeit zwischen der Core Unit, der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Paschke und der Arbeitsgruppe Modelling des Instituts für Molekulare Pharmakologie Berlin.

Außerdem spielt die Core-Unit Peptid-Technologien eine zunehmend wichtigere Rolle bei der Beratung Peptid- und Protein-relevanter Fragestellungen in der Medizinischen Fakultät.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF/IZKF Leipzig Projekt Z04) und haushaltsfinanziert (IZKF Leipzig Projekt Z04) und Refinanzierung durch Nutzer


Querschnittsgruppe Klinische NMR-Spektroskopie (Z09)

Querschnittsgruppe Clinical NMR-spectroscopy


Dr. rer. nat. Thomas Riemer (riemer@cns.mpg.de), Dipl. Physiker Markus Körber, Informatikstudent Torsten Schlumm

Die Gruppe hat sich in den letzten Jahren mit der Anwendung der NMR-Spektroskopie als Diagnoseverfahren bei der Untersuchung des menschlichen Gehirns beschäftigt. Dabei gab es eine enge Zusammenarbeit mit der NMR-Gruppe des MPI für neuropsychologische Forschung auf dem Gebiet der MR-Methoden- und der MR-Hardwareentwicklung.

Bei der MR-Methodenentwicklung wurde versucht mittels speziell entwickelter HF-Pulse NMR-Spektren aus anatomisch definierten Volumenbereichen aufzunehmen. Dieses Projekt, wurde im Rahmen einer Promotionsarbeit durchgeführt. Die weitere Betreung nach Auflösen der Gruppe Z09 hat das MPI übernommen.

Als Ergebnis der MR-Hardwareentwicklung wurde vom Leiter der Querschnittsgruppe Klinische NMR-Spektroskopie eine HF-Spule zur Patentanmeldung eingereicht. Die weitere Entwicklung dieser Spule erfolgt in Zusammenarbeit mit der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Berlin.

Das dritte Standbein der Querschnittsgruppe lag bei der Entwicklung von Software. Dabei wurden die Programme NMRj (Daten-Prozessierung, -Visualisierung und -Analyse für NMR-Daten) und DICOMj (Viewer für DICOM Daten-Sätze) entwickelt. Es ist beabsichtigt diese Programmentwicklungen im Laufe des Jahres 2004 zu kommerzialisieren.

Weiterführung: nein

Finanzierung: Drittmittel (BMBF/IZKF Leipzig Projekt Z09) und haushaltsfinanziert (IZKF Leipzig Projekt Z09)


Z10:Diagnostik

Immunodiagnostics


Funktionsbereich Mikroskopische Spezialverfahren (Z 10)

Core Unit Fluorescence-Technology


PD Dr. Ulrich Sack (ulrich.sack@medizin.uni-leipzig.de), Prof. Dr. Andreas Reichenbach, PD Attila Tarnok, Dr. Jens Grosche, Anja Mittag, Dr. Michael Cross, Viola Döbel

In den letzen Jahren auf dem Gebiet der Mikroskopie und Fluoreszenzbildgebung entwickelte Instrumente eröffnen der Forschung völlig neuartige Perspektiven. Im Rahmen dieses zentralen Projektes stehen folgende Geräte zur Verfügung: Zwei Konfokale Laser-Scanning-Mikroskope (cLSM), ein Laserscanning Zytometer (LSC), ein FACS Calibur sowie ein FACS Vantage SE Durchflusszytometer mit High-Speed Sorting Modul.

Die cLSM ermöglichen die dreidimensionale Darstellung markierter Zellen mit komplexer Struktur (Nervenzellen, DC) und eine Untersuchung subzellulärer Strukturen, wie die Lokalisation markierter Organellen sogar innerhalb von lebenden Zellen. Mit Farbstoffen, die sensitiv auf physiologische Parameter reagieren, können zeitabhängig Funktionszustände gemessen werden.

Mit Hilfe der LSC können mit geringen Zellzahlen im histologischen Schnitt oder am Zytospinpräparat in Echtzeit morphologische Daten erhoben und mit Daten über Fluoreszenzmarkierungen kombiniert werden. Kinetische Untersuchungen mit Hilfe der Relokalisierungsfunktion sind auf dem 'single cell level' problemlos möglich.

Die Durchflusszytometer erlauben die Bestimmung von bis zu vier verschiedenen Fluoreszenzmarkierungen auf einfache Weise in relativ kurzer Zeit. Damit sind Informationen über Zelloberflächenmoleküle, Aktivierungsmarker, zelluläre Funktionen u.v.a. in einer großen Kombinationsvielfalt an vielen Zellen erfassbar. Darüber hinaus bietet der FACS Vantage die Möglichkeit einer High Speed-Multiparameter-Zellsortierung für spezielle immunologische Untersuchungen.

Dieser Bereich ermöglicht den problemlosen Zugang zu diesen Techniken durch die Etablierung von Dienstleistungen wie die Aufrechterhaltung einer ständigen Einsatzbereitschaft der Geräte, Anleitung und Einarbeitung von Doktoranden und Mitarbeitern, Optimierung der Auswertung und Präsentation von Ergebnissen sowie die Gewährleistung einer möglichst optimalen Geräteauslastung durch die Organisation der Zugangszeiten.

Weitergeführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF/IZKF Leipzig Projekt Z 10) und haushaltsfinanzierte (IZKF Leipzig Projekt Z10)


A05: Diagnostik

Immunodiagnostics


Immunmodulation der T-Zellantwort auf Gliadin und Toleranzinduktion bei Zöliakie

Immune modulation of T-cell response to gliadin and induction of tolerance in coeliac disease


Dr. Ulrich Sack (ulrich.sack@medizin.uni-leipzig.de)

Gliadine und verwandte Getreideproteine lösen bei sensitiven Personen Zöliakie aus, eine Erkrankung mit einer starken (auto)immunologischer Komponente. Es treten Antikörper gegen Gliadine und körpereigene Substanzen (Autoantikörper) auf. Eine lebenslange, gliadinfreie (glutenfreie) Diät stand bisher als Therapie zur Wahl. Wir haben bereits Aminosäuresequenzen identifiziert, die von humanen Antikörpern auf dem Gliadin erkannt werden. Nun soll der immunmodulatorische Effekt kurzer gliadinhomologer Peptide auf dem Niveau des B-Zellrezeptors und des T-Zellrezeptors in verschiedenen Modellen mit ansteigender biologischer Komplexität untersucht werden.

Unsere Ergebnisse: Klonierung und Expression autoantigener Proteine (Transglutaminase), Bestimmung von Transglutaminaseantikörpern mittels humaner rekombinanter Transglutaminase im Rahmen der Zöliakiediagnostik, Untersuchung zur Regulation der Expression von Transglutaminase durch humane Dünndarmfibroblasten in Primärkultur. Die Untersuchungen ergaben, dass es neben der Transglutaminase als Hauptautoantigen noch weitere Autoantigene bei Zöliakie geben muss, und dass Gliadinantikörper eine kleine Zahl charakteristischer Epitope erkennen, für die eine vorherige Epitope sind weitgehend mit bereits beschriebenen T-Zell-Epitopen identisch. Gliadinantikörper könnten damit eine bedeutende Rolle als Vehikel zur Aufnahme von Gliadinpeptiden in antigenpräsentierenden Zellen in der Pathogenese der Zöliakie spielen.

wird weitergeführt

Finanzierung: IZKF


Diagnostik/Immunodiagnostics


Charakterisierung von Fibroblasten definierter Einzelregionen in arthritischen Gelenken

Characterization of fibroblasts in distinct regions of arthritic joints


Dr. Ulrich Sack (ulrich.sack@medizin.uni-leipzig.de)

Bei der Gelenkzerstörung bei Rheumatoid-Arthritis (RA) spielen fibroblastenartige Zellen eine wesentliche Rolle. Bisheriger Untersuchungen haben nicht klären können, welche Eigenschaften der rheumatoiden synovialen Fibroblasten tatsächlich für ihr destruktives Potential verantwortlich sind, da es sich um eine sehr heterogene Population handelt. Wir wollen Fibroblastengruppen aus verschiedenen definierten Regionen der rheumatoiden Synovialmembran unter besonderer Berücksichtigung der Destruktionszone charakterisieren. Mittels quantitativer PCR werden die Proben auf die Expression unterschiedlicher Transkriptionsmuster untersucht (Zytokine, proteolytische Enzyme; Apoptose, Protoonkogene, Adhäsionsmoleküle, Neuroimmunologische Regulation). Mit Hilfe der Affymetrix-Technik sollen Gene identifiziert werden, die sich reproduzierbar unterschiedlich exprimiert finden. Anhand der identifizierten Merkmale wird ein Protokoll entwickelt, vitale destruierende Fibroblasten aus rheumatoiden Synovialmembranen zu isolieren. Im Modell der human/murinen SCID-Arthritis soll der Beweis für die arthritogene Potenz der Zellen erbracht werden. Durch Abstimmung der Untersuchungen mit Projekten zu T- und B-Lymphozyten sowie Makrophagen sind zusätzliche und qualitativ neuartige Aussagen zu erwarten.

wird weitergeführt

Finanzierung: IZKF