Celia P. Martinez-Jimenez Lab

Fortschritte in den Bereichen Genom-, Epigenom- und Transkriptom-Technologie ermöglichen ein neues Verständnis der molekularen Mechanismen, die der Alterung von Organismen zugrunde liegen. Unser Ziel ist es, die Entwicklung von Anti-Aging-Maßnahmen zur Vorbeugung altersbedingter Krankheiten zu beschleunigen.
In unserem Labor untersuchen wir die Rolle der zellulären Heterogenität für die Gewebefunktion. Insbesondere konzentrieren wir uns auf die gemeinsamen molekularen Mechanismen von Alterung und chronischen Lebererkrankungen. Wir entwickeln neue Methoden, um den Einfluss der altersbedingten zellulären Heterogenität auf die Entstehung und das Fortschreiten chronischer Krankheiten zu untersuchen.

Untersuchung komplexer biologischer Prozesse mit hoher Auflösung

Das Altern ist durch einen fortschreitenden Rückgang der physiologischen und zellulären Funktionen gekennzeichnet. Allerdings ist das Altern ein heterogener Prozess zwischen und innerhalb von Organen, Geweben und Zellen.

Der „Silberne Tsunami“ ist eine Metapher für die weltweite Alterung der Bevölkerung mit ihren alarmierenden Zahlen und überwältigenden gesundheitlichen sowie wirtschaftlichen Folgen. Ältere Menschen sind anfälliger für Umweltprobleme wie Klimawandel, Luftverschmutzung oder neu auftretende Krankheitserreger. Zudem reagieren sie empfindlicher auf unerwünschte Arzneimittelwirkungen, die im Vergleich zu jüngeren Menschen viel häufiger zu Krankenhauseinweisungen führen. Unsere derzeitigen Prognosewerkzeuge zur Vorhersage der Auswirkungen des Alterns auf zellulärer Ebene befinden sich noch in der Entwicklung. Um dieses übergeordnete Ziel zu erreichen, verfolgen wir in unserer Forschung drei Teilziele:
Charakterisierung der molekularen Mechanismen des Alterns mit zellulärer Auflösung, Entwicklung diagnostischer Instrumente zur Untersuchung des Arzneimittelstoffwechsels und der Toxizität bei altersbedingten Lebererkrankungen sowie Modellierung des Alterns in vitro unter Verwendung von 3D-Organoiden, um Anti-Aging-Maßnahmen zu harmonisieren und funktionelle Assays durchzuführen und somit den komplexen Prozess des Alterns zu verstehen.

• Zelluläre Heterogenität und Krankheitsanfälligkeit
  Wir untersuchen, wie sich zelluläre Heterogenität auf die Gewebefunktion auswirkt und ob die Variabilität zwischen einzelnen Zellen die Anfälligkeit für Krankheiten erhöht.

• Beschleunigte Alterung:
  Es ist bekannt, dass Lebensstil, Ernährung und chronische Krankheiten den Alterungsprozess beschleunigen. Wir wollen die molekularen Signaturen identifizieren, die unter verschiedenen Bedingungen mit einer beschleunigten Alterung einhergehen.

• Alterung und Epigenetik:
  Um die genauen molekularen Mechanismen zu verstehen, die zu zellulärer Heterogenität führen, untersuchen wir die epigenetische Landschaft einzelner Zellen mithilfe von Einzelzell-Multiomik-Ansätzen.

• Alterung „in vitro“:
  Einerseits ist die Alterung beim Menschen aufgrund zahlreicher Störfaktoren im Laufe des Lebens schwer zu untersuchen. Andererseits lassen sich die mit menschlichen Krankheiten verbundenen Phänotypen anhand von Modellorganismen nicht vollständig nachbilden. Wir wollen deshalb 3D-Organoide entwickeln, die molekulare Merkmale der Alterung nachbilden, um funktionelle Assays zu etablieren und therapeutische Maßnahmen gegen die Alterung zu bewerten.