GRK 2581:  Metabolismus, Topologie und Kompartimentierung membrannaher Lipid- und Signalkomponenten in der Infektion

• Fachliche Zuordnung: Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417857878

Trotz zur Verfügung stehender Präventivstrategien stellen Infektionskrankheiten weltweit weiterhin eine große Bedrohung dar. Dies bedingt die Notwendigkeit kontinuierlicher Entwicklung anti-infektiöser oder immuno-therapeutischer Strategien, insbesondere wenn herkömmliche interventionelle Mittel nicht verfügbar, nicht anwendbar, oder unzureichend sind. Zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten sollten daher neuartige interventionelle Strategien 1) angeborene und adaptive Immunantworten mit 2) spezifischen autonomen metabolischen Parametern in Geweben und im Zellkompartimenten aufeinander abstimmen, um die Erregerausbreitung und Gewebeschädigung zu begrenzen. Die Gemeinsamkeiten dieser zellularen Prozesse sind maßgeblich durch dynamische Veranderungen des Membranstoffwechsels bestimmt. Diese definieren effizient die Kompartimentierung des Repertoires von Wirts- und Immunzellrezeptoren sowie, assoziierter Signalwege, Zytoskelettdynamik und Effektormechanismen. Da Sphingolipide abundante Membrankomponenten sind, beeinflussen deren Biosynthese und Metabolismus sowie Akkumulation inerter oder bioaktiver Sphingolipid- Spezies wesentlich die biophysikalischen Eigenschaften von Membranen und die subzellulare Umverteilung von Rezeptoren und Signalkomplexen. Dies kann einerseits die Aufnahme, Verteilung und Aktivität von Pathogenen auf zellularer und organismischer Ebene, andererseits das Überleben und die Aktivität von Immunzellen regulieren, die so Expansion und Qualität des für die Kontrolle des jeweiligen Pathogens wesentlichen zellularen Kompartiments beeinflussen. Gezielte Intervention des Sphingolipidumsatzes hat sich als erfolgreiche Strategie bei Entzündungen etabliert, es bedarf jedoch detaillierter metabolischer und immunologischer Analysen, um dessen Potential zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten abzuschöpfen. Daher zielt die RTG-Initiative darauf ab, Ziele für neuartige anti-infektive oder immuntherapeutische Strategien auf der Ebene des Sphingolipidmetabolismus zu identifizieren. Als langfristige Perspektive werden rational definierte synthetische Sphingolipidanaloga oder -metabolisierende Enzyme für therapeutische Optionen in den jeweiligen Krankheitsmodellen evaluiert. Die Verwirklichung dieser Ziele erfordert die multidisziplinare Ausbildung einer neuen Generation von Nachwuchswissenschaftler(inne)n, die die im RTG vermittelten Expertisen auf den Gebieten der Grundlagen und klinischen Infektiologie, Immunologie, High-End Mikroskopie, Bioorganischen Chemie sowie Lipid- und Protein- Analytik und Bioinformatik integrativ implementieren.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• Sprecher: Professor Dr. Jürgen Seibel
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr. Elita Avota; Privatdozent Dr. Niklas Beyersdorf; Professor Dr. Lars Dölken; Privatdozent Dr. Martin J. Fraunholz; Professor Dr. Wolfgang Kastenmüller; Professor Dr. Burkhard Kleuser; Professorin Dr. Vera Kozjak-Pavlovic; Professor Dr. Oliver Kurzai; Professor Dr. Thomas Rudel; Professor Dr. Markus Sauer; Professorin Dr. Sibylle Schneider-Schaulies; Professorin Dr. Alexandra Schubert-Unkmeir; Professor Dr. Christian Stigloher; Professor Dr. John Ziebuhr