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Zellen tauschen ständig Informationen aus und sie beeinflussen sich gegenseitig – während der Entwicklung, im gesunden Gewebe und auch in Tumoren. Dr. Stefanie Grosswendt will die Prinzipien dieser Kommunikation verstehen und erhält dafür einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrates ERC.
Mit dem ERC Starting Grant bekommt das erst 2021 etablierte Labor der Nachwuchsforscherin Stefanie Grosswendt einen Schub: Die begehrte Auszeichnung ist mit einer Förderung in Höhe von etwa 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre verbunden. Die Gutachter*innen des Europäischen Forschungsrates suchen nach ungewöhnlichen Ansätzen, die – sofern sie funktionieren – Türen aufstoßen und erheblichen Fortschritt ermöglichen können („high risk, high reward“). Die Kandidat*innen müssen außerdem seit ihrer Promotion zwei bis sieben Jahre Erfahrung gesammelt haben und vielversprechende wissenschaftliche Erfolge vorweisen können. In diesem Jahr erhalten 397 europäische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlichster Fachrichtungen ERC Starting Grants.
Dr. Stefanie Grosswendt leitet eine BIH-Nachwuchsgruppe, die zum gemeinsamen Fokusbereich „Single-Cell-Ansätze für die Personalisierte Medizin“ des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) gehört. Ihr Labor ist ko-affiliiert mit der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie unter der Leitung von Frau Professorin Angelika Eggert der Charité und am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB) des MDC angesiedelt. In ihrem Projekt „Cellmates“ will Stefanie Grosswendt untersuchen, welche Zellen Nachbarn im Gewebe sind, wie genau sie Informationen austauschen und welche Konsequenzen sich daraus ergeben.
Wer soll ich werden und wo soll ich hin?
Wie wandelbar Zellen sind, ist während der Entwicklung eines Embryos offensichtlich. Nach und nach bildet sich aus einer befruchteten Eizelle ein ganzer Organismus. „Aber dazu muss jede einzelne Zelle erst einmal wissen, was sie werden soll und zum Teil auch wohin sie eigentlich noch wandern muss“, sagt Stefanie Grosswendt. „Deshalb bekommt eine Zelle immer wieder Signale aus ihrer unmittelbaren Umgebung – wir wollen dieses Zusammenspiel entziffern und verstehen, wie es dazu beiträgt, dass sich Zellen spezialisieren und so ihren Weg finden.“
Diesen fein austarierten Prozess analysiert die Nachwuchsforscherin anhand von Zellen der Neuralleiste von Mäuseembryonen. Diese Zellen sind zunächst multipotent; sie entwickeln sich dann in ganz unterschiedliche Zelltypen, von Pigmentzellen der Haut über Knorpelelemente des Kiefers bis hin zum Nebennierenmark. Geht etwas schief, können bereits vor der Geburt zum Beispiel Krebszellen des Neuroblastoms entstehen.
„Bisher wissen wir nicht, wie komplex die Wechselwirkungen zwischen Zellen sein können und welche Auswirkungen das jeweils auf das Zellschicksal hat“, sagt Grosswendt. Sie will daher die Technologien der Einzelzellanalyse so weiterentwickeln, dass man benachbarte Zellen im Gewebe präzise identifizieren und gleichzeitig ermitteln kann, welche Signale sie sich senden und wie sie dadurch gegenseitig ihre Eigenschaften beeinflussen.
Enormes Potenzial für die medizinische Forschung
„Ein und dasselbe Signal kann unterschiedliche Antworten auslösen, je nach Zelltyp“, sagt Grosswendt. Die Zellen lesen danach andere Gene ab als zuvor, ändern mitunter sogar ihre Identität. „Diese Prinzipien der Zellkommunikation kommen nicht nur während der Entwicklung oder im gesunden Gewebe zum Tragen. Die Zellen innerhalb eines Tumors beeinflussen sich ebenfalls gegenseitig. Das kann die Genaktivität einiger Krebszellen so verändern, dass sie schwerer zu therapieren sind.“
Substanzielles Potenzial für die medizinische Forschung sahen auch die ERC-Gutachter*innen. „Das hat mich besonders gefreut, dass sie unseren wissenschaftlichen Ansatz ebenso spannend fanden wie unsere Gruppe“, sagt Grosswendt. „Wir werden unsere Methoden vielfältig anwenden können: auf Modelorganismen, Organoide – also organähnliche Mikrostrukturen – und auf Proben von Patient*innen.“ Genau deshalb passen sie so gut in den gemeinsamen Fokusbereich „Single-Cell-Ansätze für die personalisierte Medizin“ von BIH, Charité und MDC. „Ich bin sehr dankbar für die Unterstützung, die ich im Vorfeld hatte – und meinen PhD-Studierenden, deren erste Datenanalysen bereits in die Bewerbung eingeflossen sind. Wir legen jetzt richtig los.“
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft gehört zu den international führenden biomedizinischen Forschungszentren. Nobelpreisträger Max Delbrück, geboren in Berlin, war ein Begründer der Molekularbiologie. An den MDC-Standorten in Berlin-Buch und Mitte analysieren Forscher*innen aus rund 60 Ländern das System Mensch – die Grundlagen des Lebens von seinen kleinsten Bausteinen bis zu organübergreifenden Mechanismen. Wenn man versteht, was das dynamische Gleichgewicht in der Zelle, einem Organ oder im ganzen Körper steuert oder stört, kann man Krankheiten vorbeugen, sie früh diagnostizieren und mit passgenauen Therapien stoppen. Die Erkenntnisse der Grundlagenforschung sollen rasch Patient*innen zugutekommen. Das MDC fördert daher Ausgründungen und kooperiert in Netzwerken. Besonders eng sind die Partnerschaften mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin im gemeinsamen Experimental and Clinical Research Center (ECRC) und dem Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité sowie dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK). Am MDC arbeiten 1600 Menschen. Finanziert wird das 1992 gegründete MDC zu 90 Prozent vom Bund und zu 10 Prozent vom Land Berlin. www.mdc-berlin.de
Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Die Mission des Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité ist die medizinische Translation: Erkenntnisse aus der biomedizinischen Forschung werden in neue Ansätze zur personalisierten Vorhersage, Prävention, Diagnostik und Therapie übertragen, umgekehrt führen Beobachtungen im klinischen Alltag zu neuen Forschungsideen. Ziel der rund 400 Wisenschaftler*innen ist es, einen relevanten medizinischen Nutzen für Patient*innen und Bürger*innen zu erreichen. Dazu etabliert das BIH als Translationsforschungsbereich in der Charité ein umfassendes translationales Ökosystem, setzt auf ein organübergreifendes Verständnis von Gesundheit und Krankheit und fördert einen translationalen Kulturwandel in der biomedizinischen Forschung. Das BIH wurde 2013 gegründet und wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und zu zehn Prozent vom Land Berlin gefördert. Die Gründungsinstitutionen Charité – Universitätsmedizin Berlin und Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) waren bis 2020 eigenständige Gliedkörperschaften im BIH. Seit 2021 ist das BIH als so genannte dritte Säule in die Charité integriert, das MDC ist Privilegierter Partner des BIH.
Dr. Stefanie Grosswendt
Leiterin der Arbeitsgruppe „Vom Zellzustand zur Funktion“
Gemeinsamer Fokusbereich „Single-Cell-Ansätze für die personalisierte Medizin“ von BIH, Charité und MDC
Stefanie.Grosswendt@mdc-berlin.de
https://www.mdc-berlin.de/de/grosswendt - AG Grosswendt
https://www.mdc-berlin.de/de/content/single-cell-ansaetze-fuer-die-personalisier... - Fokusbereich "Single-Cell-Ansätze für die personalisierte Medizin"
https://www.mdc-berlin.de/de/news/press/vier-neue-gruppen-nutzen-einzelzellmetho... - Vier neue Gruppen nutzen Einzelzellmethoden für die Medizin
Porträtfoto von Stefanie Grosswendt
Felix Petermann
MDC
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students
Biology, Medicine
transregional, national
Contests / awards, Research projects
German
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