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FWF etabliert neuen Spezialforschungsbereich zum Thema Immunmetabolismus

MedUni Wien mit vier Forschungsgruppen beteiligt – Thomas Weichhart Koordinator
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Thomas Weichhart koordiniert den neuen Spezialforschungsbereich an der MedUni Wien

(Wien, 03-12-2020) Der Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) etabliert einen neuen Spezialforschungsbereich namens IMMUNOMETABOLISM (SFB F-83). Mit einem Gesamtvolumen von über vier Millionen Euro werden in den kommenden vier Jahren 7 Forschungsgruppen gefördert, die sich mit der Rolle des Stoffwechsels für die Immunfunktion von Makrophagen befassen. Vier dieser Forschungsgruppen befinden sich an der MedUni Wien. Koordinator des Forschungsbereichs ist Thomas Weichhart vom Zentrum für Pathobiochemie und Genetik der MedUni Wien. Ko-Koordinatorin ist Martina Schweiger von der Universität Graz.

„Immunometabolism“ ist ein relativ junges Forschungsgebiet, das sich der Rolle von metabolischen Prozessen innerhalb von Immunzellen widmet. Zellen haben verschiedenste Stoffwechselwege zur Verfügung, um zum Beispiel Kohlenhydrate zu verarbeiten, um daraus Energie zu gewinnen. So kann Glukose von Zellen entweder vergärt oder veratmet werden. Neuartige Erkenntnisse zeigen nun, dass die Aktivierung bestimmter Stoffwechselwege direkt die Immunfunktion kontrolliert. Immunzellen, die bei einer bakteriellen Infektion akut aktiviert werden, um die Eindringlinge abzutöten, setzen etwa mehr auf die Vergärung von Zucker. Zellen, die danach den Gewebsschaden reparieren, der durch die Infektion entstanden ist, veratmen den Zucker. Warum das so ist, ist bisher unklar.

Die bisherigen Erkenntnisse wurden vor allem in der Zellkulturschale beschrieben. Das metabolische Milieu in der Zellkultur unterscheidet sich jedoch gravierend von den Bedingungen in unserem Körper und ist auch in den einzelnen Organen unterschiedlich. Zum Beispiel ist die Konzentration von Glukose in der Lunge zehnmal niedriger als im Blut, Darm und Fettgewebe weisen hingegen ein sehr fettsäurereiches Milieu auf. Wie diese unterschiedlichen Metabolite die Immunfunktion von Makrophagen beeinflussen und wie diese dann die Integrität des jeweiligen Organs sicherstellen, ist komplett ungeklärt. Es wird vermutet, dass die Verfügbarkeit von Nährstoffen in den Geweben die Immunfunktionen direkt steuert - „Man ist, was man isst“. Darüber hinaus wird angenommen, dass eine Fehlfunktion in diesen Stoffwechselprozessen, die Grundlage von vielen Erkrankungen des Menschen darstellt. Die pharmakologische Beeinflussung dieser fehlgeleitenden Stoffwechselvorgänge in den Immunzellen wird daher auch als neuer therapeutischer Ansatz bei vielen chronischen Erkrankungen angesehen.

Die WissenschafterInnen des Konsortiums wollen nun mit verschiedensten experimentellen Ansätzen genau diese offenen Fragen an bestimmten Immunzellen, den Makrophagen, beantworten. Makrophagen sind evolutionär gesehen die ältesten Immunzellen, welche schon in den ursprünglichsten multizellulären Organismen vorkommen. Sie spielen eine essentielle Rolle in der Aufrechterhaltung der Gewebeintegrität durch das Phagozytieren („Fressen“) von alten kranken Gewebszellen oder von pathogenen Mikroorganismen und Viren. Dadurch haben sie gelernt, mit vielen Stoffwechselprodukten, die aus den gefressenen Zellen kommen, umzugehen, und stellen somit ein ideales Ziel dar, um die Rolle des Immunmetabolismus im Gewebe zu untersuchen.

In diesem SFB-Gemeinschaftsprojekt werden die sieben ExpertInnen aus Graz und Wien gemeinsam die Rolle von Makrophagen und deren Stoffwechsel für die Aufrechterhaltung des Gewebsfunktion erforschen. Vier dieser Forschungsgruppen (Gerda Egger, Arvand Haschemi, Gernot Schabbauer, Thomas Weichhart) sind an der MedUni Wien angesiedelt. Elena Pohl arbeitet an der Vetmeduni Wien. Aus Graz nehmen Martina Schweiger (Uni Graz) und Christine Moissl-Eichinger (MedUni Graz) teil. Gemeinsam wird das multidisziplinäre Team bestehend aus ExpertInnen auf den Gebieten Metabolismus, Immunologie, Biochemie, Epigenetik, Biophysik, und des Mikrobioms die metabolischen Funktionen von Makrophagen speziell im Darm und im Fettgewebe untersuchen. In Tiermodellen, innovativen 3D-Organoidkulturen aber auch in PatientInnen werden Erkrankungen des Menschen in diesen Geweben untersucht, um neue therapeutische Ansatzpunkte für entzündliche Darmerkrankungen, Krebs, Kachexie, Adipositas oder Diabetes zu finden.