In der Ausschreibungsrunde 2022 wurden von einer hochkarätigen internationalen Jury 9 Projekte in drei Fachgebieten ausgewählt:
- Regulierung von Mitochondrien
- Präsymptomatische Erkennung von metabolischen Krankheiten
- Immungedächtnis von Geweben
Mitochondrientransplantation als therapeutischer Ansatz bei Tauopathien
Dr. Amandine Grimm, Molecular and Cognitive Neuroscience, University of Basel
https://mcn.unibas.ch/
Das Tau-Protein ist an der Alzheimer-Krankheit und mindestens 20 anderen neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt. Seine pathologische Form stört die normale Funktion der Mitochondrien, das heisst der Organellen, die für die Produktion von Zellenergie verantwortlich sind, und führt zu neuronalen Funktionsstörungen. Neuere Studien haben gezeigt, dass Mitochondrien zwischen Gehirnzellen ausgetauscht werden können, um eine angemessene Energieproduktion aufrechtzuerhalten. Die Auswirkungen des Tau-Proteins auf diesen Prozess sind jedoch nicht bekannt. Das Projekt verfolgt daher zwei Ziele: (i) Untersuchung der Auswirkungen von Tau auf den Transfer von Mitochondrien zwischen Gehirnzellen. (ii) Vorschlag eines therapeutischen Ansatzes basierend auf Mitochondrientransplantation (Übertragung funktionstüchtiger Mitochondrien in kranke Neuronen), um das durch Tau verursachte Energiedefizit im Gehirn zu mildern.
Kann die Leber als zentraler Heizkörper fungieren und überschüssiges Fett verbrennen?
Prof. Dr. Kristina Schoonjans & Dr. Hadrien Demagny, Institute of Bioengineering, EPFL
https://www.epfl.ch/labs/schoonjans-lab/
Die Körperkerntemperatur ist die bestgehütete Konstante bei homöothermen Lebewesen. Diese Tiere sind in der Lage, ihre Stoffwechselaktivität zu erhöhen, um Wärme zu erzeugen, ein Phänomen, das als adaptive Thermogenese bezeichnet wird. Bei Säugetieren ist ein wichtiger Ort der Thermogenese das braune Fettgewebe. Während das braune Fettgewebe zweifellos ein wichtiger Ort der Wärmeerzeugung bei kleinen plazentaren Säugetieren ist, besitzen andere homöotherme Tiere wie Koala, Schnabeltier oder Vögel kein braunes Fettgewebe. Dennoch halten diese Tiere ihre Körpertemperatur konstant und können sich an eine langfristige Kälteexposition anpassen, was darauf hindeutet, dass auch andere Organe und/oder Gewebe Wärme erzeugen können. Wir haben kürzlich entdeckt, dass die Leber ebenfalls ein Ort der Wärmeproduktion ist. In diesem Projekt schlagen wir vor, die physiologischen und molekularen Grundlagen der hepatischen Thermogenese zu untersuchen.
Effektorproteine von Legionellen als Werkzeuge zur Analyse von Mitochondrien
Prof. Dr. Hubert Hilbi, Institut für Medizinische Mikrobiologie, Universität Zürich
https://www.imm.uzh.ch/de/research/experimental/Hilbi.html
Legionellen sind Umweltbakterien, die eine schwere Lungenentzündung namens Legionärskrankheit auslösen können, und sich sowohl in freilebenden Amöben als auch in Makrophagen der Lunge vermehren. Um sich in Wirtszellen zu vermehren, sekretieren Legionellen mehr als 300 verschiedene “Effektorproteine”, welche zentrale Prozesse in der Zelle und die Funktion von Organellen zu Gunsten der Bakterien modulieren. Einige dieser Effektorproteine zeigen neuartige biologische Aktivitäten, die Wirkungsweise der meisten ist jedoch nicht verstanden. Im vorliegenden Projekt werden wir neue Effektorproteine identifizieren und charakterisieren, welche auf die Mitochondrien und ihre essenzielle Funktion im Energiehaushalt der Zelle abzielen. Das Projekt vertieft unser Verständnis von infektions- und zellbiologischen Prozessen und hat möglicherweise biotechnologische und klinische Anwendungen.
Neue Methoden zur Erkennung präsymptomatischer Ursachen von Sarkopenie
Dr. Ines Böhm, Biozentrum, University of Basel
https://www.biozentrum.unibas.ch/research/researchgroups/group/unit/rue…
Die Skelettmuskulatur hat eine komplexe Gewebestruktur; sie besteht aus verschiedenen Zelltypen, und die Skelettmuskelfasern sind vielkernig. Die Homöostase der Muskeln ist für die Aufrechterhaltung eines gesunden und aktiven Lebensstils von wesentlicher Bedeutung. Ein Ungleichgewicht, wie es bei der Sarkopenie, dem altersbedingten Verlust von Muskelmasse und -funktion, auftritt, führt zu verminderter Lebensqualität, Gebrechlichkeit und schliesslich zum Tod. Sarkopenie stellt eine klinische Herausforderung und eine grosse Belastung für die öffentliche Gesundheit dar. Erste Anzeichen für die Muskelalterung beim Menschen sind Veränderungen im Stoffwechsel. Daher könnte das Verständnis dieser Veränderungen dazu beitragen, präsymptomatische Sarkopenie zu erkennen. Wir werden einen «spatial transcriptomics» Workflow entwickeln, der für Skelettmuskeln geeignet ist, um subzelluläre und zelltypspezifische Veränderungen über die menschliche Lebensdauer beider Geschlechter hinweg zu untersuchen. Dieses Projekt könnte zur Identifizierung neuer Biomarker und Signalwege für die Früherkennung von Sarkopenie und letztlich zur Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten beitragen.
Das Auge als Fenster zum Herzen
Prof. Dr. Andreas J. Flammer & Dr. Valentina A. Rossi, Department of Cardiology, University Hospital Zürich
Klinische Gefässforschung – Universitätsspital Zürich
Das epikardiale Fettgewebe ist ein direkt am Herz gelegenes «endokrines» Organ, welches unter pathologischen Bedingungen entzündungsfördernde Substanzen produziert. Diese können einen negativen Effekt auf die Herzkranzgefässe haben. Das Funktion des Endotheliums (die innere Schicht der Gefässe) wird durch kardiovaskuläre Risikofaktoren beeinflusst. Die endotheliale Fehlfunktion ist wichtig für die Entstehung der Atherosklerose, ist ein Marker für das kardiovaskuläre Risiko und ein Prognose-Parameter. Mit unserer Methode können wir diese Gefässfunktion nicht-invasiv am Augenhintergrund messen. Mit dieser Studie wollen wir den Einfluss des epikardialen Fettgewebes, bzw. den Einfluss der metabolischen und entzündlichen Substanzen dieses Fettgewebes auf ebendiese Gefässfunktion untersuchen. Hierfür schauen wir uns Patienten mit kardiovaskulären Risikofaktoren aber auch Patienten mit einer manifesten koronaren Herzerkrankung, sowie Gesunde an. Auch gehen wir der Frage nach, ob das epikardiale Fettgewebe einen Hinweis auf Verschlechterung der Gefässfunktion über die Zeit gibt.
Wie aktivieren mechanische Trigger das Entzündungsgedächtnis der Haut?
Dr. Stephan Traidl, Department of Dermatology, University Hospital Zurich
http://www.bruggenlab.com/
Das Köbner Phänomen, erstmals beschrieben von Heinrich Köbner im Jahr 1876, betrifft das Auftreten von Hautveränderungen aufgrund von mechanischen oder andersweitig irritativen Auslösern, wenn schon eine Grunderkrankung vorliegt. Klassischerweise wird das Köbner Phänomen insbesondere den Erkrankungen Psoriasis, Lichen ruber sowie Vitiligo zugeordnet. In dem Projekt untersuchen wir den Pathomechanismus des Köbner Phänomens mit Fokus auf das Zusammenspiel mechanischer Trigger und Entzündungsgedächtniszellen in der Haut (so genannten geweberesidente T-Gedächtniszellen). Mit der Aufschlüsselung dieser Signalwege könnten neue Zielmoleküle für Therapie von Krankheiten des Typs des Köbner Phänomens identifiziert werden.
Entzündungsgedächtnis auf Stromazellen des Knochenmarks
Prof. Dr. Cesar Nombela Arrieta, Department of Medical Oncology and Hematology, University Hospital Zurich
https://www.nombelaarrieta.com/
Zellen des angeborenen Immunsystems zeigen gedächtnisähnliche, schützende Reaktionen gegen infektiöse Reize. Dieses Phänomen wird als trainierte Immunität bezeichnet. Die Dauerhaftigkeit dieser Reaktionen beruht auf der epigenetischen Umprogrammierung der Vorläuferzellen des angeborenen Immunsystems, den hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen, aus denen kontinuierlich ausgebildete myeloische Zellen hervorgehen. Hämatopoetische Stammzellen werden von Stromazellen des Knochenmarks in spezifischen mikroanatomischen Nischen reguliert. Jüngste Studien haben die Rolle von Stromazellen als nicht-klassische «Sentinel-Zellen» des Immunsystems hervorgehoben. In unserem Projekt wollen wir das Entzündungsgedächtnis der Stromazellen des Knochenmarks besser verstehen und die Umprogrammierung von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen entschlüsseln.
Gutartige Bakterien als Schutz vor Infektionen der Atemwege
Dr. Srikanth Mairpady Shambat and PD Dr. Dr. Silvio Daniel Brugger
Department of Infectious Diseases and Hospital Epidemiology, University Hospital Zurich
https://www.sdb-lab.org/
Krankmachende Bakterien können die Schleimhäute der oberen Atemwege besiedeln und von dort aus Infektionen verursachen. Die Zusammensetzung bakterieller Gemeinschaften (sogenanntes Mikrobiom) in den Atemwegen beeinflusst das Risiko für eine Besiedelung mit krankmachenden Bakterien respektive schützt vor Infektionen. Sogenannte kommensale (gutartige) Bakterien können einen Schutz vor Infektionen bieten. In diesem Projekt benutzen wir ein 3D Modell der menschlichen oberen Atemwege, um das Zusammenspiel von gutartigen Bakterien mit dem Immunsystem zu untersuchen. Dies soll in Zukunft neuartige Therapien von infektiösen Erkrankungen ermöglichen, insbesondere auch gegen multiresistente Bakterien.
Immunologisches Gedächtnis in kutanen Lymphomen
Dr. Aizhan Tastanova, Dr. Egle Ramelyte, & Dr. Andrea Roggo. Dermatology Department, University Hospital Zurich.
https://www.usz.ch/en/clinic/comprehensive-cancer-center-zuerich/resear…[…]netics-genetics-genomics-program/research-group-mitch-levesque/
In unserem Projekt untersuchen wir, wie eine chronische Hautentzündung die Bildung verschiedener Formen des T-Zell-Gedächtnisses induziert. Das kutane T-Zell Lymphom ist definiert durch eine charakteristische Ansammlung bösartig veränderter Immunzellen in der Haut. Skin-homing und unterschiedliche Formen von Gedächtnisbildung kann an diesem Krankheitsmodell als integrativer Vorgang der Tumor Mikroumgebung in Kommunikation mit zirkulierenden Zellklonen untersucht werden. Wir führen ein mehrschichtiges Profiling auf Transkriptions- und Translationsebene durch, um die molekularen Veränderungen von immunologischem Gewebegedächtnis besser zu verstehen und Wechselwirkungen zentraler Zelltypen aufzuzeigen.