Medizinische Proteomanalyse

Neurodegenerative Erkrankungen sind aktuell nicht heilbar. Dies liegt zum einen an der mangelnden Kenntnis der molekularen Hintergründe der Erkrankungen und zum anderen an dem Mangel adäquater Methoden zur frühzeitigen Diagnose. Ein Schwerpunkt des Kompetenzbereichs Medizinische Proteomanalyse liegt auf der Entwicklung von Massenspektrometrie-basierten Verfahren für die Identifizierung von Krankheits-spezifischen Protein-Signaturen für die Diagnostik und auch für ein besseres Verständnis der Krankheitsprozesse auf molekularer Ebene.

Um Krebserkrankungen früher zu diagnostizieren sowie den Verlauf zu prognostizieren, um somit die Therapie zu verbessern sind spezifische Biomarker maßgeblich. Ein Schwerpunkt des Kompetenzbereichs Medizinische Proteomanalyse liegt auf der Identifizierung von Protein-Biomarkern, die unter anderem für die Differenzialdiagnostik aber auch als therapeutische Zielmoleküle dienen können. Dafür untersuchen wir Zellkulturmodelle, Gewebe und Körperflüssigkeiten mittels Massenspektrometrie-basierter Methoden.

Veränderte Proteine spielen bei nahezu allen onkologischen und neurodegenerativen Erkrankungen eine zentrale Rolle und können daher Aufschlüsse über Krankheitsentstehung und -verläufe geben sowie zudem als diagnostische Marker dienen. Im Kompetenzbereich Medizinische Proteomanalyse werden Massenspektrometrie-basierte Methoden entwickelt.

Die Laser capture-Mikrodissektion (LCM) oder Laser-Mikrodissektion (LMD), ermöglicht eine Isolation definierter einzelner Zellen oder Zellcluster. Bei diesem Ansatz werden Gewebeschnitte auf Objektträgern unter dem Mikroskop visualisiert. Zellen oder Regionen können anschließend mit Hilfe eines Lasers ausgeschnitten und in einem Gefäß gesammelt werden um zum Schluss Proteine, welche für die Subpopulation charakteristisch sind, durch Massenspektrometrie zu analysieren.

Die Analyse von Körperflüssigkeiten ist wichtig für die Diagnose von neurodegenerativen oder Krebserkrankungen. Ein molekulares Maß für die Diagnostik und damit ein möglicher Biomarker für eine bestimmte Erkrankung ist eine abnorme Proteinhäufigkeit in Körperflüssigkeiten wie Liquor oder Plasma. Die Qualität und das Prozessieren der jeweiligen Körperflüssigkeit sowie die Auswahl der geeigneten Analyse-Methode, sind jedoch Schlüsselfaktoren für ein aussagekräftiges Ergebnis der Analyse. Im Kompetenzbereich Medizinische Proteomanalyse entwickeln wir innovative Methoden sowie Strategien für die Biomarker-Identifizierung mit einem starken Fokus auf die Etablierung von anwendbaren Standardprozeduren und einer definierten Qualitätskontrolle.

Die Bioinformatik der Proteomik arbeitet methodisch eng mit dem Kompetenzbereich Medizinische Proteomanalyse zusammen und führt die bioinformatischen und biostatistischen Auswertungen der Messdaten durch. Hierbei werden nicht nur schon etablierte Workflows für die Biomarker-Detektion von neurologischen und onkologischen Erkrankungen angewendet, sondern auch neue bioinformatische Methoden entwickelt und vorhandene Auswerte-Software optimiert.