Forschungsschwerpunkte
Um zuverlässige Modellsysteme für die Infektionsforschung entwickeln zu können, müssen genetische Veränderungen an Zellen vorhersagbar, zuverlässig und vor allem wirkungsvoll sein. Die Standardverfahren zur genetischen Veränderung von Zellen erlauben es in der Regel nicht, Vorhersagen zu treffen. Dies liegt daran, dass zelluläre Faktoren dies beeinflussen. Unsere Wissenschaftler haben sehr effiziente Verfahren entwickelt, um zu gewährleisten, dass genetische Veränderungen in Zellen auch die gewünschte Wirkung haben. Sie platzieren ganze genetische Elemente – so genannte Expressionskassetten – an vorher festgelegte Plätze in den Chromosomen der Zelle. Damit überlassen sie es nicht mehr dem Zufall, wo sich ein neues Gen in einer Zelle integriert und können Plätze auswählen, die besonders geeignet sind. Weiterhin entwickeln sie synthetische Expressionskassetten, die unabhängig von den zellulären Genen kontrolliert an- und abgeschaltet werden können.
- Entwicklung von Zell-Testsystemen: Aktive Orte in den Chromosomen werden mit einem Reportergen markiert (links). Über ein Virus wird ein neues Genstück in die Zelle eingeschleust und in die Erbanlagen eingebaut (rechts)
Für Infektionsexperimente werden Zellen verwendet– so genannte immortalisierte Zelllinien – die sich beliebig vermehren lassen. Diese Zelllinien haben allerdings häufig viele ihrer ursprünglichen Eigenschaften verloren und sie spiegeln nicht mehr die Zellen im Körper wieder – die sich eben nicht unbegrenzt teilen. Somit sind sie für viele Fragestellungen ungeeignet. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, haben unsere Wissenschaftler eine Strategie entwickelt, die es erlaubt, Zellen strikt kontrolliert und zeitlich begrenzt zu vermehren. Sie setzen genetische Elemente in die Zellen ein, die sich mit einfachen Chemikalien an- und abschalten lassen. Zur Vermehrung wird angeschaltet – für die Forschung wird abgeschaltet. Entscheidend ist, dass die Zellen die Eigenschaften ihrer primären Vorläufer behalten, sich also ihre Eigenschaften etwa als Haut- oder Immunzelle nicht verändern.
Der nächste Schritt führt von den Zellsystemen zum Mausmodell. Hier entwickeln unsere Wissenschaftler Modelle, um die komplexen Vorgänge während der Infektion zu untersuchen. Ein Schwerpunkt ist die Untersuchung der chronischen Hepatitis, zu der es häufig nach Infektion durch Hepatitis B und Hepatitis C Viren kommt. So lösen die Forscher beispielsweise in Mäusen Hepatitis aus, indem sie Gene von Hepatitis Viren in den Tieren verankern und diese in der Leber anschalten. Da sonst nur Menschen und Menschenaffen an diesem Virus erkranken können, steht den Virus- Forschern damit erstmals ein Tiermodell zur Verfügung, an dem sie den chronischen Verlauf dieser Krankheit untersuchen können.
