Zellwände verschiedener Seegräser aus Ostsee, Mittelmeer, rotem Meer und Indischem Ozean– eine neue Quelle für Galaktane zur Interaktion mit humanen Galektinen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Birgit Classen
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456721142

Das Projekt verbindet Grundlagenforschung zur Zellwand-Zusammensetzung von Seegräsern (Schwerpunkt Galaktane) mit dem angewandten Aspekt der möglichen Nutzung dieser Galaktane als Modellsubstanzen für therapeutische Galektin-Inhibitoren. Der erste Teil des Antrags beinhaltet die Zellwand-Charakterisierung mittels fraktionierter Fällung und die analytische Charakterisierung der verschiedenen Fraktionen (wasserlösliche Fraktion, Pektinfraktion, Hemicellulosen) und die Isolierung und strukturelle Charakterisierung von Arabinogalaktan-Proteinen (AGPs) aus acht Seegrasarten von verschiedenen Standorten (Ostsee, Mittelmeer, Rotes Meer, Indischer Ozean). Dies ist sowohl von evolutionsbiologischem (Anpassung an die marine Umgebung) als auch technologischem (Seegräser als Quelle umweltfreundlicher Produkte) Interesse.Im zweiten Teil der Arbeit werden die isolierten AGPs gemeinsam mit weiteren pflanzlichen AGPs genutzt, um partialsynthetische Galaktane mit veränderter Struktur und geringerem Molekulargewicht herzustellen. Diese Galaktane werden dann auf mögliche Interaktionen mit den humanen Galektinen -1, -3, -7 und -9 getestet, welche Schlüsselfunktionen in verschiedenen immunologischen und tumorbiologischen Prozessen ausüben. Um den Einfluß von Sulfatgruppen zu untersuchen, wird ein Teil der Galaktane chemisch sulfatiert. Die Bindungskapazitäten werden in unterschiedlichen Testsystemen (ELISA, Biolayer-Interferometrie, isotherme Titrationskalorimetrie) quantifiziert. Außerdem wird der Einfluss der Galaktane auf verschiedene Prozesse der Tumorausbreitung wie Zellmigration, Zelladhäsion und Zellwachstum untersucht. Dabei werden verschiedene duktale Pankreasadenokarzinomzellen mit gutartigen sowie prämalignen duktalen Epithelzellen verglichen. Die Ergebnisse werden die Kenntnisse über Interaktionen zwischen Galektinen und pflanzlichen Galaktanen erweitern und dazu beitragen, die Bindungsaffinitäten der untersuchten Galektine besser zu verstehen. Diese Expertise bedeutet einen weiteren Schritt auf dem Weg zur Entwicklung therapeutischer Galektin-Inhibitoren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen