Untersuchung der Wirkungsmechanismen von Ochratoxin A, Citrinin, Patalin und Penicillsaeure. Ochratoxin A, ein nephrotoxisches Mycotoxin aus Aspergrelus ochraceus hemmt die Phenylalanyl-t RNA-Synthetase von Enkarykuoten und Prokaryonten. Der Hemmungstyp ist kompetitiv. Daher kann die Hemmwirkung auf Hepatom-Gewebekulturzellen, der letale Effekt auf Maeuse und der Effekt auf Makrophagen-Migration und Immunosuppression durch Phenylalanin aufgehoben werden. Citrinin, ein nephrotoxisches Mycotoxin aus Penicillium citrinum, hemmt in vivo vor allem RNA und DNA-Synthese. Patulin und Penicillsaeure reagieren mit SH- und NH2-Gruppen und haben deshalb vielfaeltige Wirkungen. Plasmid-DNA und t-RNA reagieren mit diesen Mycotoxinen.
Wir untersuchen, wie funktionell unterschiedliche M1- und M2-Makrophagen-Phänotypen miteinander kommunizieren, um mikrobielle Infektionen abzuwehren und die Gewebshomöostase im Wirt wiederherzustellen. Dabei konzentrieren wir uns auf Lipidmediatoren als Signalmoleküle, die durch mikrobielle Exotoxine in Makrophagen gebildet werden und damit Phagozyten und andere Immunzellen steuern. Wir prüfen, ob die gezielte Manipulation von Lipidmediatoren mit Wirkstoffen, insb. Naturstoffe aus anderen Organismen, genutzt werden kann, um zelluläre Wirtsfunktionen so zu modulieren, dass mikrobielle Infektionen effektiv bekämpft werden und die Homöstase wiederhergestellt wird.
Strahlentherapien (inclusive Strahlendiagnostic) in Kombination mit Chemo-/Immuntherapien oder anderen Neurotoxinen verursachen schwere Nebenwirkungen wie kognitive Beeinträchtigungen. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind nicht bekannt, korrelieren aber mit einer gestörten Neurogenese/-regeneration. Im Forschungsvorhaben wird basierend auf humanen embryonalen Stammzellen eine in vitro (organoide) Kultur etabliert, die die Neurogenese/-regeneration mit den beteiligten Zelltypen des Gehirns wie Neurone, Gliazellen und Mikroglia/Makrophagen nachbildet. Klinisch relevante Kombinationen von Strahlen- (Röntgen und Kohlenstoffionen) und Chemo-/oder Immuntherapien und andere Neurotoxine (z.B. Antikonvulsiva) werden anhand des Brain-Radiation-Assays getestet und die Signalkaskaden und Regulatoren identifiziert, die für die eingeschränkte neuronale Funktion verantwortlich sind.
Strahlentherapien (inklusive Strahlendiagnostik) in Kombination mit Chemo-/Immuntherapien oder anderen Neurotoxinen verursachen schwere Nebenwirkungen wie kognitive Beeinträchtigungen. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind nicht bekannt, korrelieren aber mit einer gestörten Neurogenese/-regeneration. Im Forschungsvorhaben wird basierend auf humanen embryonalen Stammzellen eine in vitro (organoide) Kultur etabliert, die die Neurogenese/-regeneration mit den beteiligten Zelltypen des Gehirns wie Neurone, Gliazellen und Mikroglia/Makrophagen nachbildet. Klinisch relevante Kombinationen von Strahlen- (Röntgen und Kohlenstoffionen) und Chemo-/oder Immuntherapien und andere Neurotoxine (z.B. Antikonvulsiva) werden anhand des Brain-Radiation-Assays getestet und die Signalkaskaden und Regulatoren identifiziert, die für die eingeschränkte neuronale Funktion verantwortlich sind. AP2.1 Transfer des neuronalen Differenzierungssystems für die MEA Methode; AP2.2 Elektrophysiologische von aus Stammzellen differenzierten neuronalen Zellen nach kombinierter Strahlen- und Medikamenteneinwirkung; AP2.3 Elektrophysiologische und immunchemische Untersuchung von Neuronen/Mikroglia Ko-Kulturen nach kombinierter Strahlen- und Medikamenteneinwirkung.
Teilprojekt 2: - Es soll die Interaktion von FSMEV mit Antigen präsentierenden Zellen (APC) untersucht werden. Der Einfluss auf die Funktion der APC, die Rolle dieser Zellen bei der Ausbreitung des Virus und die Mechanismen der FSMEV-vermittelten Immunmodulation sind Mittelpunkt. - Charakterisierung von FSMEV-Isolaten und Analyse der Virusreplikation in APC, der Oberflächenmarkerexpressions und der biologischen Funktion humaner APC und von APC im Maussystem nach Virusinfektion. - Die gewonnenen Erkenntnisse könnten zur Definition neuer prognostische Marker der FSMEV Pathogenese und zur Herstellung neuartiger Impfstoffe und Entwicklung antiviraler Medikamente führen. Teilprojekt 4: - Entwicklung molekularer und serologischer Methoden zur Detektion von 14 europäischen Arboviren. Entwicklung von Real-Time-RT-PCR-Verfahren (F-RT-PCR) und Microarray-Verfahren. - Anzucht und Sequenzierung von 14 Viren. Entwicklung von F-RT-PCR und Untersuchung von Zeckenpools aus Teilprojekt 6. Entwicklung eines PamGene Microarray-Verfahrens. Expression von viralen Proteinen und Entwicklung des CBA. - Optimierung der Standarddiagnostik in Deutschland bei Fällen der aseptischen Meningoenzephalitis. Teilprojekt 6: Hauptziel ist es zu untersuchen, ob arbovirale Infektionsraten der Wirte Wühlmaus, Maus und Reh zusammenhängen mit Populationsdichten und individuellen Merkmalen der Wirtstiere, einschließlich ihrer Parasitierung durch Zecken und der Arbovirus-Infektionsraten dieser Zecken in FSME-Verbreitungsgebieten Deutschlands. Die Beprobung von Zecken, Wühlmäusen, Mäusen und Rehen sowie das Erfassen individueller Merkmale der Wirtstiere und der Populationsdichten von Nagern und Rehen erfolgt im späten Frühjahr, Hochsommer und frühen Herbst in drei Projektjahren. Zecken und Blut von Rehen sowie Nager und Zecken von Nagern werden gleichzeitig (an denselben Tagen innerhalb von drei Wochen) auf derselben Untersuchungsfläche beprobt. Die Anzahl der Zecken pro Wirtstier, sowie Alter, Geschlecht und körperliche Verfassung der untersuchten Nager und Rehe werden im Gelände festgehalten. Die gesammelten Proben werden an unsere Verbundpartner zur Untersuchung auf Viren in Überträgern und Wirtszellen (Neuroblasten, Makrophagen usw.) weitergereicht. Die Ergebnisse werden anschließend zur Berechnung der Infektionsrisiken der Nager und Rehe und ihrer Zelltypen in Abhängigkeit von den erfassten Populationsmerkmalen der Wirtstiere genutzt. Das Arboviereninfektionsrisiko von Menschen kann ggf. durch geeignete Maßnahmen der Regulierung von Wirtstierpopulationstechniken gesenkt werden.