Die Arbeitsgruppe Umweltzellbiologie untersucht umweltinduzierte Effekte und Signalprozesse in Zellen. Der Schwerpunkt liegt aktuell auf der Erforschung humaner Tumorzellen unter mechanischem und gravitationsbedingtem Stress. 

Worum es bei uns geht:

• Neuartige Therapieansätze gegen Krebs (Mikrogravitation, Naturstoffe, Photodynamische Therapie, Hyperthermie, ...)
• Strategien gegen multiresistente Superkeime
• Zelltechnologie (in vitro-Modelle, Ersatz für Tierversuche)

Was wir verstehen wollen:

• Wie Zellen ihre Umwelt wahrnehmen und wie sie auf Veränderungen von Umweltfaktoren reagieren
• Zelluläre und molekulare Prozesse bei Krankheiten (z.B. Metastasierung)
• Zellbiologie unter Extrembedingungen (Weltraummedizin/-biologie)

Gravitationsbiologie

Wir untersuchen die Auswirkung veränderter Schwerkraft (Mikrogravitation, Hypergravitation, simulierte Mikrogravitation) auf die Morphologie, Anatomie, Biochemie und Physiologie humaner Zellen.

RPM-basierte Metastasierungsmodelle

Die Random Positioning Machine (RPM) hat sich zu einem wichtigen Tool in der Gravitatiationsforschung entwickelt. Adhärent wachsende Krebszellen lösen sich durch Zufallspositionierung – ähnlich wie ihre gutartigen Verwandten – von ihrem Substrat und bilden dreidimensionale Tumorsphäroide. Interessanterweise hat der Ablösevorgang in diesem Fall genregulatorisch und biochemisch Ähnlichkeit mit der Metastasierung im menschlichen Körper. Dieses Metastasierungsmodell versuchen wir zu verstehen und zu beeinflussen (Wirkstoff-Targeting, Naturstoff-Forschung), um daraus Erkenntnisse für die Behandlung metastasierender Tumorerkrankungen zu gewinnen.

Mechano-Differenzierung und Mechano-Chemo-Kommunikation

Bei Langzeit-Versuchen in Mikrogravitation verändern sich die Krebszellen in den gebildeten Tumorsphäroiden. Nach einigen Tagen finden sich Anzeichen für eine Rückdifferenzierung (die Zellen verlieren in gewisser Hinsicht ihre „Bösartigkeit“). Die zellulären Mechanismen, die zu dieser Entwicklung führen, wollen wir ebenfalls nachvollziehen können, um diese Prozesse ggf. durch neuartige Krebs-Medikamente nachbilden zu können. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf den intra- und interzellulären Kommunikationsprozessen (Molekularer Dialog) von Tumorzellen.

Photodynamische Effekte zu Therapiezwecken

Zusammen mit der Universität Erlangen-Nürnberg und der Universidade da Região de Joinville (Univille, Brasilien) erforschen wir die photo- und chemodynamischen Effekte von Chlorophyllin zur Kontrolle von Pathogenen.