Live Cell Imaging Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 577445601

Metabolische und chronisch entzündliche Leber- und Darmerkrankungen sowie Präkanzerosen im Gastrointestinaltrakt betreffen infolge moderner Umwelt- und Ernährungsfaktoren mittlerweile ein Drittel der Weltbevölkerung. Der Lebermetabolismus reagiert äußerst sensibel auf metabolische, infektiöse und inflammatorische Belastungen. Die Erforschung zellulärer Stressantworten – insbesondere mitochondrialem Stress, endoplasmatischem Retikulum (ER)-Stress, oxidativem Stress und gestörter Autophagie – sowie deren Einfluss auf die Lipidaufnahme und -abgabe in primären Hepatozyten und Darmzellen stehen im Mittelpunkt der Pathogenese bei metabolisch-assoziierten steatotischen Lebererkrankungen, der hepatischen und enteralen Fibrose, chronischen Virushepatitiden und infektiösen Erkrankungen wie der Schistosoma mansoni-Infektion, die wir in unserem viszeralmedizinischen Labor systematisch untersuchen. Innerhalb des Zentrums für nachhaltige Ernährungssysteme und der Viszeralmedizin (Gastroenterologie und Viszeralchirurgie) sind weitere Projekte zu Metabolismus und Karzinogenese im Gastrointestinaltrakt geplant bzw. angelaufen. Unser Ziel ist ein besseres Verständnis der komplexen Zusammenhänge zwischen metabolischer Überlastung, organellulärer Dysfunktion und der betreffenden zellulären Kompensationsmechanismen. Hierbei interessieren uns insbesondere die dynamischen Wechselwirkungen zwischen Zellorganellen und Lipidtröpfchen unter pathophysiologischen Bedingungen. Wir untersuchen die mitochondrialen Netzwerke hinsichtlich Morphologie, Membranpotenzial und ROS-Produktion, analysieren die Unfolded Protein Response unter Stressbedingungen und erfassen Lipidakkumulationen sowie deren Abbau (Lipophagie). Autophagie spielt dabei eine zentrale Rolle (protektiver Mechanismus und potenzieller Verstärker hepatozellulärer Dysfunktion im chronisch gestressten Milieu). Um diese komplexen Prozesse auf subzellulärer Ebene untersuchen zu können, ist der Einsatz eines Live Cell Imaging-Mikroskops unverzichtbar. Die Möglichkeit, fein aufgelöste optische Schnitte in lebenden Zellen zu erzeugen, erlaubt die präzise Visualisierung und Quantifizierung subzellulärer Veränderungen – etwa die Fragmentierung mitochondrialer Netzwerke, die Translokation stressinduzierter Transkriptionsfaktoren oder die Co-Detektion von Autophagosomen mit Organellen oder Lipidtröpfchen. Zudem ermöglicht das beantragte Gerät ein Live Imaging dynamischer Prozesse, wie Mitophagie bei mitochondrialem Stress, zelluläre Abbauprozesse unter Lipidüberladung oder zelluläre Antworten auf entzündliche Reize. Hohe Auflösung, Multikanal-Fähigkeit und quantitative morphometrische Bildanalysen sind essenziell, um feinste Veränderungen funktionell zu interpretieren. Um die subzellulären Untersuchungen in primären Zellen durchzuführen, muss das Mikroskop spezifische Ausstattungsmerkmale und Technologien enthalten, die den Anforderungen dieser metabolischen und onkologischen Forschung gerecht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Live Cell Imaging Mikroskop
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Justus-Liebig-Universität Gießen
• Leiterin: Professorin Dr. Elke Roeb