Forschungsprojekte

 

Zelluläre Passkontrolle: Antigenprozessierung und Präsentation

Das Immunsystem hat die Aufgabe, äußere Eindringlinge (Viren und Bakterien) und innere Fehlentwicklungen (Tumoren) zu erkennen und gegebenenfalls zu bekämpfen.  Dazu muss sich jede Zelle dem Immunsystem gegenüber ausweisen, indem es Peptide aus dem Zellinneren an der Zelloberfläche präsentiert. Trotz der enormen Effizienz dieses Fahndungssystems gelingt es einzelnen schädlichen Zellen unentdeckt zu bleiben, weil unauffällige Peptide präsentiert werden, und dadurch die Passkontrolle versagt. Wir untersuchen den komplexen Protease-Apparat, der für die Peptidgenerierung verantwortlich ist. Ein eingehendes Verständnis dieser Prozessierungswege verspricht gezielte Eingreifmöglichkeiten zur Behandlung von Tumor- und Infektionserkrankungen.

 

Um der hohen Nachfrage nach rekombinantem Legumain nach zu kommen, haben wir eine Kollaboration mit Jena Bioscience etabliert,  https://www.jenabioscience.com/proteins/recombinant-proteins/protein-kinases-phosphatases-and-peptidases/peptidases/pr-967-legumain.

 

Undercover Agenten – wie Krankheitserreger zelluläre Abwehrmechanismen unterlaufen

Eine klassische Strategie von Pathogenen ist die Imitation von Proteasen der Immunabwehr. Dadurch werden die Schutzmechanismen des Wirtsorganismus unterlaufen.  Wir untersuchen in diesem Zusammenhang bakterielle Kollagenasen, die bei Infektionen einen entscheidenden Beitrag zur Kolonisation und Infiltration des Wirts leisten.

 Structure of collagenase G reveals a chew-and-digest mechanism of bacterial collagenolysis
Eckhard U, Schönauer E, Nüss D & Brandstetter H (2011), Nat. Struct. Mol. Biol. 18: 1109–14

 

Strukturbasierte Entwicklung von Furininhibitoren

Die Serinprotease Furin wurde mit verschiedenen Pathologien wie rheumatoider Arthritis, Krebs und Infektionskrankheiten in Verbindung gebracht. Viele Viren erfordern dabei die proteolytische Aktivierung ihrer Oberflächenproteine durch Furin, einschließlich des Masernvirus, des Denque-Virus, hoch pathogener Vogelgrippeviren und höchstwahrscheinlich des neuen Koronavirus SARS-CoV-2. Furininhibitoren sind daher vielversprechende Therapeutika gegen Virusinfektionen. Die SARS-CoV-2-Pandemie sowie die durch den Klimawandel bedingte Ausbreitung tropischer Krankheiten wie Denque-Fieber zeigen die Notwendigkeit wirksamer antiviraler Medikamente. Unsere Arbeit zielt auf die strukturbasierte Entwicklung neuer Furininhibitoren zur Behandlung solcher Infektionen ab.Kürzlich wurde Dr. Sven O. Dahms vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) ein Lise-Meitner-Stipendium (M 2730) zur Unterstützung dieser Arbeit gewährt. „

 

Kallikreine aus der Prostata und der Epidermis

In der Prostata werden verschiedene Gewebskallikreine (KLKs) gebildet, darunter KLK2, 3, 4 und 11. Diese Serinproteasen sind über ein Aktivierungsnetzwerk miteinander verbunden. Im Falle von Prostatakrebs steigt insbesondere das KLK3, besser bekannt als PSA, übermäßig an. Daher dient der PSA-Spiegel schon jetzt als Biomarker zur Prostatakrebserkennung, obgleich dieses Verfahren stark fehleranfällig ist. Wir erhoffen uns eine deutlich verlässlichere Diagnose durch gleichzeitige Auswertung aller prostatischen KLKs. Epidermale KLKs (KLK5, 7, 14) zusammen mit ihrem Regulator (LEKTI) spielen eine wichtige Rolle bei der Erneuerung der Hautschicht; aus der Balance geraten, entwickelt sich eine Tendenz zum atopischen Ekzem, weil die natürliche äußere Schutzbarriere verloren geht.