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SFB 1449:  Dynamische Hydrogele an Biogrenzflächen

Fachliche Zuordnung Chemie
Biologie
Medizin
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431232613
 
Das übergeordnete Ziel dieses SFB ist die Bestimmung und Untersuchung der wichtigsten physikalisch-chemischen Parameter, die die schützende Hydrogelfunktion an biologischen Grenzflächen im Gesundheitsbereich charakterisieren, sowie die Definition von Krankheitsanomalien für die prospektive Entwicklung neuer therapeutischer Strategien. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, werden wir eine detaillierte Analyse der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften von synthetischen und nativen Hydrogelen (d.h. Schleim und Glykokalyx) durchführen. Wir konzentrieren uns auf die einzelnen und kombinierten Beiträge der Hydrogelkomponenten und ihren funktionellen Einfluss auf die Oberflächen der Atemwege und des Darms, die die größten von Hydrogelen bedeckten Biogrenzflächen im menschlichen Körper darstellen. In diesem Zusammenhang werden wir Studien zu beispielhaften Lungen- und Magen-Darm-erkrankungen einbeziehen, bei denen abnorme Hydrogele eine zentrale Rolle spielen oder als wichtige Detergenzien der Pathogenese beteiligt waren. Zu diesen Beispielen gehören i) zystische Fibrose (Mukoviszidose) als chronische muko-obstruktive Lungenerkrankung, die durch abnorme viskoelastische Eigenschaften des Schleims in den Atemwegen ausgelöst wird; ii) akute Atemwegsinfektionen, die durch Bakterien und Viren verursacht werden; und iii) entzündliche Darmerkrankungen, ein chronischer Krankheitszustand, der mit einer abnormen Schleimzusammensetzung im Gastrointestinaltrakt einhergeht. Ansatz unseres Vorhabens wird die Untersuchung von Hydrogeleigenschaften und -dynamik auf molekularer Ebene, einschließlich Struktur, Maschenweite, Ladungszustände, viskoelastisches und Transportverhalten sein, mit dem Ziel der Bestimmung molekularer Parameter für gesunde vs. Krankheitszustände. Unser Ansatz basiert auf der einzigartigen Möglichkeit (bio)synthetische Schlüsselkomponenten von Hydrogelen herzustellen und sie mit den nativen Hydrogelen zu vergleichen. Die drei wichtigsten Forschungsziele des CRC sind: 1) die Bestimmung der Struktur und der Rolle einzelner Hydrogelkomponenten, d.h. Glykoproteine, Salz und Wasser, im komplexen Prozess der Hydrogelbildung und ihrer Funktion an Biogrenzflächen; 2) die Re¬konstruktion synthetischer Nachahmungen nativer Hydrogelkomponenten und die Untersuchung, ob die synthetischen Hydrogelvarianten die native Barriere rekapitulieren können, um eine Infektion durch Bakterien und Viren zu verhindern und 3) die Definition des Verhältnisses von Hydrogeleigenschaften (Schleim/Glykokalyx) bei Gesundheit vs. Krankheit, um neue therapeutische Konzepte zu entwerfen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

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Antragstellende Institution Freie Universität Berlin
 
 

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