Charakterisierung der immunologischen Folgen von Graphen durch Omics-Methoden und genotoxische Analysen

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Schumacher
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279055639

Graphen ist das vielseitigste und nachhaltigste Material in der Nanotechnologie, das neue Anwendungen in vielen Bereichen von Materialwissenschaft bis zur Medizin bringen kann. Jedoch besteht öffentliche Besorgnis bezüglich der Auswirkungen von Graphen auf die Gesundheit und die Umwelt aufgrund möglicher, aus den physisch-chemischen Eigenschaften von Graphen resultierenden, Interaktion mit biologischen Systemen.Unabhängig von spezifischen Anwendungen sind die Auswirkungen von Graphen auf das Immunsystem von besonderer Bedeutung. Nanomaterialien haben unmittelbaren Kontakt mit den Immunzellen. Deshalb ist das Verständnis der Immunreaktionen ein Meilenstein für die sichere Anwendung von Graphen im therapeutischen und diagnostischen Bereich. Das Ziel von G-IMMUNOMICS ist es Flagschiffforschung an der Sicherheit von Graphen mit immunogenomischen und proteomischen Daten zu verbinden, die nicht vom Kernprojekt abgedeckt werden. G-IMMUNOMICS wird neue Erkenntnisse über die immunologischen Folgen verschiedener Arten von Graphen gewinnen, um die Basis zur sicheren Anwendung von Graphen in der zukünftigen Medizin zu legen. Die spezifischen Ziele sind: 1. Produktion hoch stabiler, reiner, und funktionalisierter Familien von Graphenmaterialien (GFMs) mit verschiedener lateraler Größe und angemessener Funktionalisierung2. Charakterisierung der Immunantwort auf GFMs in verschiedenen Ziellinien und Primärzellen durch Immunogenomik und Proteomik 3. Evaluierung der Immunantwort auf GFMs in vier verschiedenen biologischen Spezies: Mensch, Maus, Schwein, und FadenwurmG-IMMUNOMICS integriert sich in FLAGSHIP auf 3 Ebenen:- Wissenschaftlich. Kooperationen werden mit vielen Partnern von Flagship unterhalten; im besonderen gibt es Synergien mit den Zielen von Flagship WP2. Das Projekt wird: 1) die untersuchten Arten von Immunzellen in verschiedenen Populationen und Spezies erweitern; 2) groß-angelegte OMICS Forschungsansätze implementieren (Genomik und Proteomik); 3) zur Untersuchung der Umwelteinflüsse neuer Materialien beitragen, in dem die genotoxischen Folgen in verschiedenen Organismen untersucht werden.- Einsatzbereitschaft. Der Arbeitsplan basiert auf einer tiefgreifenden Verbindung mit FLAGSHIP, aufgrund von: 1) der Nutzung des Syntheseprotokolls entwickelt in FLAGSHIP WP1 und WP10; 2) Untersuchung von GFMs bereitgestellt von Flagship WP2 und WP10 Partnern; 3) Nutzung humaner ex vivo und Maus in vivo Proben für genomische, proteomische und genotoxische Analysen durch Flagship WP2.- Dissemination. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden mit Flagship-Partnern während WP Treffen und Vollversammlungen vorgestellt, um den Wissenstransfer bezüglich Graphen zu unterstützen.Resultate: G-IMMUNOMICS zielt auf die Identifizierung möglicher pathologischer Biomarker (Gene, miRNAs und Proteine), die mit Graphen verbunden sind, die Untersuchung von Sicherheitsprofilen und der Bestimmung hochbiokompatibler GFMs für zukünftige medizinische Anwendungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Großbritannien, Italien, Türkei
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Alberto Bianco; Dr. Lucia Gemma Delogu; Professor Kostas Kostarelos; Professor Dr. Maurizio Prato; Dr. Acelya Yilmazer