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Schatzkammer für Forschung und Therapie

23.10.2014 - (idw) Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Sie sind an einer Vielzahl lebenswichtiger Funktionen des Körpers beteiligt und daher vielversprechendes Angriffsziel für Medikamente: sogenannte Adhäsions-G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Über ihre Arbeitsweise ist allerdings bisher wenig bekannt. Das will eine neue Forschergruppe ändern, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft jetzt genehmigt hat. Beim Sehen, beim Riechen, beim Schmecken, wenn das Herz schlägt, wenn Hormone ihre Arbeit verrichten: Bei all diesen Vorgängen und bei vielen anderen mehr übernimmt eine bestimmte Klasse von Rezeptoren wichtige Aufgaben: die sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, kurz GPCRs genannt. Hunderte von ihnen sind im menschlichen Erbgut kodiert, sitzen auf der Oberfläche von Zellen, nehmen dort Signale wahr und übertragen sie ins Zellinnere. Für ihre Bedeutung spricht unter anderem die Tatsache, dass rund die Hälfte aller klinisch zugelassenen Medikamente an diesen Rezeptoren ansetzen und dabei gegen so unterschiedliche Krankheiten wirken wie beispielsweise Bluthochdruck, Asthma oder Morbus Parkinson. Aus Sicht der Wissenschaft sind die Rezeptoren deshalb eine Schatzkammer für die Entwicklung neuer Therapeutika.

Die neue Forschergruppe

Adhäsions-GPCR bilden eine Untergruppe dieser Rezeptorklasse. Sie stehen im Mittelpunkt einer neuen Forschergruppe, die jetzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) genehmigt wurde. Sprecher ist der Würzburger Mediziner und Neurobiologe Dr. Tobias Langenhan. Daran beteiligt sind Wissenschaftler an den Universitäten Würzburg, Leipzig, Mainz, Erlangen-Nürnberg sowie am Amsterdam Medical Center der Universität Amsterdam. Durch die Bündelung des Expertenwissens auf diesem Gebiet sollen gemeinsam neue Durchbrüche erzielt werden. Die DFG finanziert das Projekt in den kommenden drei Jahren mit rund zwei Millionen Euro; eine Verlängerung um weitere drei Jahre ist möglich.

Was fühlen sie? Wie übersetzen sie Reize in eine zelluläre Antwort? Und was passiert, wenn sie fehlen? Auf diese drei Fragen wollen die an der Forschergruppe beteiligten Wissenschaftler in den kommenden Jahren Antworten finden, so Tobias Langenhan. 33 Varianten der Adhäsions-GPCRs gibt es im menschlichen Körper. Im Gehirn und im Immunsystem bilden sie wichtige Schaltstellen; bei der Entwicklung von Herz und Blutgefäßen sowie bei weiteren Prozessen spielen sie eine bedeutende Rolle. Und obwohl sie zu den ältesten und größten Oberflächenproteinen des Menschen gehören, ist ihre Funktionsweise in weiten Teilen noch unverstanden.

Wenn Rezeptoren fehlen

Wir wissen inzwischen einiges darüber, was passiert, wenn sie an bestimmten Stellen des Körpers fehlen, sagt Langenhan. Dann entwickelt sich beispielsweise ein Usher-Syndrom, eine häufige angeborene Hör- und Sehbehinderung. Oder es kommt zu einer Entwicklungsstörung des Gehirns, der beidseitigen frontoparietalen Polymikrogyrie. Dabei kräuselt sich die Hirnrinde in unzähligen flachen Windungen; die Betroffenen leiden an Krampfanfällen, Bewegungsstörungen und einer verzögerten geistigen Entwicklung. Auch bei Tumorzellen finden sich defekte Adhäsions-GPCRs ein kausaler Zusammenhang ist in diesem Fall allerdings noch nicht nachgewiesen. Grundlegende Prinzipien der Arbeitsweise dieser Rezeptoren sind noch nicht verstanden, so Langenhan. Und da setzt die Arbeit der neuen Forschergruppe an.

Physiologie, Genetik, Pharmakologie, Biochemie, Strukturbiologie und Pathologie: Die unterschiedlichsten Fachgebiete sind in der neuen Forschergruppe vertreten und leisten ihren jeweiligen Beitrag bei der Aufklärung des Signalverhaltens von Adhäsions-GPCRs. Neue Medikamente zu entwickeln, ist dabei nicht das primäre Ziel. Wir betreiben Grundlagenforschung, sagt Tobias Langenhan. Erst wenn es gelinge, die Wirkweise im Gesunden zu verstehen, könne man fundierte Rückschlüsse auf die Pathologie ziehen. Was allerdings nicht heißen soll, dass die Wissenschaftler eine Anwendbarkeit am Patienten gänzlich außer Acht lassen. Für die potenziell mögliche zweite Förderperiode kann sich Langenhan deshalb gut die Beteiligung klinischer Partner vorstellen.

Zur Person

Tobias Langenhan (36) hat von 1997 bis 2004 Medizin an der Universität Würzburg studiert. 2006 wurde er am Anatomischen Institut mit einer Arbeit aus dem Bereich der Neuroanatomie promoviert. Von 2004 bis 2009 war Langenhan Vollstipendiat des Wellcome Trusts für ein Master- und Promotionsstudium an der Universität Oxford. In seiner dortigen Promotion beschäftigte er sich bereits mit der Funktionsweise von Adhäsions-GPCRs. Seit 2009 ist er Gruppenleiter am Lehrstuhl für Physiologie (Schwerpunkt Neurophysiologie) der Universität Würzburg.


Kontakt
Dr. Tobias Langenhan, MSc DPhil (Oxon), T: (0931) 31-88681, tobias.langenhan@uni-wuerzburg.de
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