Forschungsgruppe Genetik und Zelltechnik

Zahlreiche Aspekte der menschlichen Gesundheit und Krankheit werden durch den Zelltod beeinflusst. Einerseits kann ein zu geringer Zelltod zur Tumorbildung führen oder die Wirksamkeit von Krebstherapien beeinträchtigen. Wir möchten diese Resistenzmechanismen verstehen, um sie zu überwinden und so eine bessere Prävention und Behandlung von Krebs zu ermöglichen. Andererseits ist ein übermäßiger Zelltod für degenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit (AD), Diabetes oder im Verlauf von Infektionen und des Alterungsprozesses verantwortlich. Auch hier bemühen wir uns, die Mechanismen zu erforschen, warum Zellen aufgrund dieser Erkrankungen absterben und wie sich dies verhindern lässt.

Wir wenden die unten beschriebenen Technologien an, um mit maßgeschneiderten Therapeutika auf neue Signalwege abzuzielen.

Wir nutzen die Vorwärtsgenetik, um neue Zelltod-Signalwege in somatischen Zellen zu identifizieren. Die CRISPR-Toolbox bietet leistungsstarke neue Werkzeuge, die wir einsetzen, um neue Akteure in apoptotischen und programmierten nicht-apoptotischen Zelltod-Signalwegen zu untersuchen. Zur Unterstützung dieser Bemühungen haben wir eine eigene Software entwickelt, um schnell signifikante neue Proteine zu identifizieren, was den Einsatz von CRISPR-basiertem Screening in neuen Anwendungen beschleunigt. Neu entdeckte Mitglieder dienen als Grundlage für pharmakologische Interventionen sowie zur Aufklärung von Kontrollmechanismen in der Zellphysiologie.

Wir haben eine ganzheitliche Genetikplattform entwickelt, um mithilfe von CRISPR-Knockouts, Knockdowns (CRISPRi) und Überexpressionen (CRISPRa) neue Zelltod-Netzwerke und pharmakologische Wirkstoffe zu entdecken. In Kombination mit modernen -Omics-Techniken identifizieren wir nicht nur lineare Zelltod-Signalwege, sondern untersuchen auch umfassendere Zelltod-Netzwerke. Zusammen mit pharmakologischen Werkzeugen haben diese Methoden das Potenzial, Kombinationstherapien für Krebs und degenerative Erkrankungen aufzudecken.

Extrazelluläre Vesikel (EVs), kleine, membranumschlossene Partikel mit einer Größe von etwa 30–1000 nm, werden von allen Zelltypen freigesetzt und enthalten Proteine, Lipide oder Ribonukleotide. EVs und insbesondere eine Unterklasse namens Exosomen können die Blut-Hirn-Schranke überwinden und stellen daher eine vielversprechende neue Methode dar, um kleine Moleküle ins Gehirn zu transportieren.

Wir nutzen unser CRISPR-Genetik-Toolkit, um Faktoren zu identifizieren, die die Produktion und Freisetzung von EVs fördern. Darüber hinaus führen wir Screenings durch, um Faktoren zu identifizieren, die die Aufnahme von EVs verbessern. Dies sollte es uns ermöglichen, EVs gezielt an bestimmte Zelltypen zu liefern oder Rezeptoren für EVs in Zielzelltypen vorübergehend zu exprimieren, um die Aufnahme zu erleichtern.