"Chemistry meets Microbiology": Erstes Projekt des neuen Forschungsverbunds genehmigt
| 22. Mai 2015
Mittels NanoSIMS lässt sich die räumliche Verteilung platinhältiger Krebsmedikamente in Tumorzellen analysieren.
ForscherInnen des Instituts für Anorganische Chemie und des Departments für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien erhalten eine Förderung vom FWF für die Untersuchung der Verteilung antitumoraler Platinverbindungen in menschlichen Krebszellen.
Der Forschungsverbund "Chemistry meets Microbiology" wurde 2015 als gemeinsame Initiative der Fakultäten für Chemie und Lebenswissenschaften an der Universität Wien gegründet. Er besteht aus einem interdisziplinäres Team von ForscherInnen aus sieben Departments der beiden Fakultäten. Ziel des Netzwerkes ist es u.a., zusätzliche Forschungsimpulse in hochaktuellen Forschungsbereichen an den zahlreichen Schnittstellen von Mikrobiologie und Chemie ermöglichen.
Durch Forschungsverbünde soll an der Universität Wien kritische Masse in gesellschaftlich relevanten Themenbereichen geschaffen werden, die Ausgangspunkt für Anträge auf Forschungsplattformen und Drittmittelprojekte in der Säule "große, gesellschaftliche Herausforderungen" des EU-Rahmenprogramms "Horizon2020" sein sollen. Forschungsverbünde werden von den an ihnen beteiligten Fakultäten und Zentren finanziert.
Nutzung von Synergien
Die hochauflösende Nano-Sekundärionen-Massenspektrometrie (NanoSIMS) wird von den Mikrobiologen um Michael Wagner unter anderem verwendet, um die Funktion von Mikroorganismen auf Einzelzellebene in Umwelt- und medizinischen Proben anhand von Isotopenmarkierungen zu entschlüsseln. Das während der letzten Jahre aufgebaute Know-how bezüglich dieser anspruchsvollen Messtechnik war eine wesentliche Voraussetzung, um die von den ForscherInnen des Instituts für Anorganische Chemie geäußerte Vermutung eindrucksvoll zu bestätigen, dass das NanoSIMS auch dazu geeignet sein könnte, metallbasierte Wirkstoffe in biologischen Proben zu detektieren.
Wie in uni:view berichtet war es den ForscherInnen dank der NanoSIMS-Technik gelungen, die Verteilung des Krebsmedikaments Cisplatin in menschlichen Krebszellen in einer Qualität darzustellen, die detaillierte Aussagen über dessen subzelluläre Lokalisierung erlaubt. Auf der Grundlage dieser ersten erfolgreichen Studien wurde das Forschungsprojekt "NanoSIMS/EM/CLSM-Imaging antitumoraler Platinverbindungen" konzipiert, welches nun aus Mitteln des FWF gefördert wird.
Neue Fragen, neue Dimensionen
Die kommenden Anstrengungen gelten zunächst der Untersuchung der Verteilung des Wirkstoffs Oxaliplatin, der – anders als Cisplatin – ein wesentlicher Bestandteil aktueller Kombinationstherapien bei Darmkrebs ist und mittlerweile auch in der Behandlung des gefürchteten Pankreaskarzinoms (Bauchspeicheldrüsenkrebs) eingesetzt wird. Der Vergleich mit dem zellulären Verteilungsmuster von Cisplatin könnte neue Aufschlüsse im Hinblick auf die unzureichend verstandenen Grundlagen der unterschiedlichen Pharmakologie dieser Wirkstoffe erbringen.
Zudem sollen diese Vergleiche von konventionellen Zellkulturen, in denen die Krebszellen in Form flächiger Zellrasen wachsen, auf dreidimensionale multizelluläre Sphäroide ausgeweitet werden. "Dabei formen die Krebszellen mehrschichtige, mehr oder weniger kugelförmige Gebilde, deren Mikromilieu wesentlich stärker jenem solider Tumore ähnelt – beispielsweise hinsichtlich der lokal stark verringerten Sauerstoffversorgung", erläutert Chemiker Bernhard Keppler, Leiter des neuen Forschungsprojekts.
Optimierte Methodik
Neu ist zudem die Kombination von NanoSIMS mit Elektronenmikroskopie zur Unterstützung der Identifikation jener zellulären Strukturen, in denen sich der Wirkstoff anreichert. Um die Verteilung der Substanzen in den Proben so getreu wie möglich zu erhalten, sollen die Präparationsmethoden weiter optimiert werden, wobei Gefriertechniken der Vorzug gegeben werden soll.
Die jüngst genehmigte Förderung dieses Forschungsvorhabens durch den FWF bedeutet für die Fortführung der Kooperation auf diesem Gebiet sowie für den neu geschaffenen Forschungsverbund "Chemistry meets Microbiology" einen wichtigen Impuls. (red)
Das Einzelprojekt "NanoSIMS/EM/CLSM-Imaging antitumoraler Platinverbindungen" (Projektleiter: B. K. Keppler; Co-Autoren: A. A. Legin, M. A. Jakupec, A. Schintlmeister, M. Galanski, S. Reipert und M. Wagner) wurde in der Kuratoriumssitzung des FWF vom März 2015 genehmigt.
