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TU Berlin

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Forschung

Der Forschungsschwerpunkt am Fachgebiet „Angewandte Biochemie" liegt auf dem 3D Biodruck, der Entwicklung von Organmodellen als Alternative zum Tierversuch sowie den RNA Technologien und deren Anwendung im Bereich der Molekularen Medizin.

Fachgebiet Angewandte Biochemie (Leitung: Prof. Dr. Jens Kurreck)

Bioprinting Team          G-Quadruplex Team       Team Molekulare Therapie

Bioprinting Team

3D Lungenmodell nach Infektion mit Influenza A Viren
Lupe

(Leitung: Dr. Johanna Berg / Dr. Munir Al-Zeer)

Reguläre 2D Zellkulturversuche spiegeln nicht die Verhältnisse in 3-dimensionalen Organen wider, und Tierversuche sind ethisch bedenklich und aufgrund Spezies-spezifischer Unterschiede nur bedingt aussagekräftig für den Menschen. Daher beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von 3D Organmodellen. Zunächst haben wir explantierte Lebern aus Nagern dezellularisiert und anschließend mit menschlichen Zellen neu besiedelt. In neueren Ansätzen wurden Organmodelle für die Leber und die Lunge durch 3D Biodruckverfahren generiert und detailliert physiologisch charakterisiert. Anschließend wurden die Organmodelle für Infektionsversuche eingesetzt. Seit vielen Jahren beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit dem Einsatz der RNA Interferenz (RNAi)-Technologie als antiviraler Strategie. So konnten wir zahlreiche humanpathogene Viren, darunter Coxsackievirus B3, Parvovirus B19 und das humane Adenovirus, mittels RNAi in vitro und in vivo inhibieren. Moderne antivirale Ansätze werden nun in den gedruckten Organmodellen entwickelt. Weiterhin nutzen wir die Organmodelle für die Krebsforschung.

G-Quadruplex Team

Lupe

(Leitung: Dr. Munir Al-Zeer)

Guanosin-reiche Sequenzen bilden spezielle Strukturen aus, die als G-Quadruplexe (GQ) bezeichnet werden. Die Funktion der GQs ist noch wenig erforscht. Wir konnten kürzlich zeigen, dass GQs in der 5‘ UTR von mRNAs die Translation in eukaryontischen Zellen inhibiert. Derzeit liegt der Fokus unserer Untersuchungen auf der Analyse der biologischen Funktion von RNA G-Quadruplexen. Wir untersuchen die Wechselwirkung von G-Quadruplex-Strukturen mit Proteinen, die Auffaltung der Strukturen durch Helikasen und die Bedeutung von G-Quadruplexen für Internal Ribosome Entry Sites (IRES).

Team Molekulare Therapie

(Leitung: Dr. Henry Fechner)

Entwicklung von gentherapeutischen Strategien zur Behandlung viraler Herzerkrankungen

Dazu zählen die Entwicklung von Adeno-assoziierten-Virus- (AAV) und adenoviralen Vektoren, welche small hairpin (sh) RNAs und micro-RNA basierte siRNAs (miRNAs) exprimieren, mit denen spezifische Targetgene  von kardiotropen Viren (Adenoviren, Coxsackiviren, Parvovirus B19)  und deren Rezeptoren herunter-reguliert werden. Weiterhin werden virale Vektoren entwickelt, die lösliche Rezeptorproteine exprimieren, welche die Interaktion des Virus mit seinen zellulären Rezeptoren blockieren. Ziel dieser Untersuchungen ist es, Strategien zu entwickeln, mit denen virale Infektionen des Herzens in Zukunft besser behandelt werden können. Die Untersuchungen werden für die Behandlung von Coxsackie-, Adenovirus- und Parvovirus-Infektionen der Herzens durchgeführt und beinhalten sowohl in vitro als auch in vivo (Mausmodelle) Studien.

Entwicklung von gentherapeutischen Strategien zur Behandlung der Herzinsuffizienz

Hierbei werden AAV-Vektoren hergestellt, die shRNA und miRNAs exprimieren, die gegen verschiedene negative Regulatorproteine des intramyokardialen Ca2+ Stoffwechsels gerichtet sind. Ziel ist es, die bei der Herzinsuffizienz vorhandene Störung der intrazellulären Ca2+-Homöostase zu normalisieren, um dadurch eine Verbesserung der hämodynamischen Parameter des insuffizienten Herzens zu erzielen.

Entwicklung gentherapeutischer Strategien für die Behandlung von Tumorerkrankungen

Fokussiert werden dabei onkolytische Adeno- und Cosackievirusvektoren hergestellt, die durch pharmakologisch regulierbare „An- und Abschaltbarkeit“ einen hohen Sicherheitsstandard haben und durch zusätzliche Expression tumortoxischer Transgene und shRNAs eine erhöhte antitumorale Wirksamkeit aufweisen. Es werden in vitro und in vivo (Mausmodelle) Untersuchungen an Lungentumormodellen und Modellen des malignen Melanoms durchgeführt.

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FG Angewandte Biochemie
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