20.12.2017 | Magazin:

„Wir untersuchen den Stoffwechsel“ Yannic Nonnenmacher analysiert die kleinen Moleküle – und trägt damit zur Aufklärung von Krebserkrankungen bei

Yannic Nonnenmacher ist Doktorand in der Abteilung Bioinformatik und Biochemie und untersucht im Labor von Professor Karsten Hiller den Energiestoffwechsel menschlicher Zellen. Mit dieser speziellen Expertise konnte er Untersuchungen einer Arbeitsgruppe des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg ergänzen. Die Gruppe reichte ihre Ergebnisse bei der renommierten Fachzeitschrift Nature ein – und voilà, im November 2017 erschien die gemeinsame Publikation.

Doktorand Yannic Nonnenmacher von der Abteilung Bioinformatik und Biochemie des Instituts für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik (IB³) der Technischen Universität Braunschweig. Bildnachweis: TU Braunschweig/Ida Retter

Die Forschungs-Gruppen von Dr. Bernhard Radlwimmer und Dr. Andreas Trumpp am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg beschäftigt sich mit der Identifizierung und Analyse von Molekülen, die in Krebszellen auffällig verändert sind und deshalb mögliche Angriffspunkte für Diagnostik und Therapie darstellen. Dabei haben sie das Enzym BCAT1 im Blick, das für den Abbau bestimmter Aminosäuren zuständig ist und bei der Entstehung bösartiger Tumore offensichtlich eine Rolle spielt.

Um aufzuklären, wie genau das Enzym zur Vermehrung der Krebszellen beiträgt, muss man untersuchen, welche Stoffwechselprodukte es umsetzt. Hier kommt die Gruppe von Professor Karsten Hiller ins Spiel, der genau dafür Experte ist. Im Jahr 2015 lernten sich Radlwimmer und Hiller auf einer Konferenz zum Stoffwechsel von Krebszellen in Belgien kennen und stellten fest, dass sie dieses Thema gemeinsam bearbeiten könnten. Sie verabredeten gegenseitige Besuche, luden sich zu Vorträgen ein und starteten schließlich das gemeinsame Projekt.

„Für die Untersuchung von komplexen biologischen Zusammenhängen braucht man eigentlich immer mehrere Kooperationspartner.“

„Wir untersuchen den Stoffwechsel, also die Zucker, Aminosäuren und anderen kleinen Moleküle in der Zelle. Dabei können wir mit markierten Substraten den Weg eines Moleküls in der Zelle verfolgen. Wenn sich also der Stoffwechsel einer Zelle während einer Erkrankung ändert, können wir genau sehen, welche Stoffwechselwege sich im Vergleich zur gesunden Zelle verändert haben. So haben wir untersucht, wie verschiedene Substrate von dem Enzym BCAT1 in den Krebszellen umgesetzt werden“, erklärt Doktorand Yannic Nonnenmacher seinen Anteil an dem Projekt.

Die Arbeiten führten zu zwei Veröffentlichungen: In der Nature-Publikation vom November 2017 wurde gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von Dr. Bernhard Radlwimmer und Prof. Andreas Trumpp vom DKFZ der Zusammenhang zwischen dem Enzym BCAT1 und einer veränderten Genregulation in Blutkrebszellen beleuchtet. In einer weiteren Veröffentlichung in der Zeitschrift „EMBO Reports“ wurden die Ergebnisse zum Einfluss von BCAT1-Produkten auf Immunzellen in der Nähe von Hirntumoren veröffentlicht.

An beiden Veröffentlichungen waren jeweils mehrere Arbeitsgruppen mit unterschiedlichen Expertisen beteiligt. „Fast alle Veränderungen in Zellen führen zu einer Veränderung im Stoffwechsel. Deshalb können wir unsere Expertise gut kombinieren mit Arbeitsgruppen, die Experten für bestimmte Erkrankungen sind. Für die Untersuchung von komplexen biologischen Zusammenhängen braucht man eigentlich immer mehrere Kooperationspartner“, erläutert Gruppenleiter Hiller die Arbeitsweise seiner Forschungsgruppe.

Hiller arbeitet mit seiner Gruppe am Braunschweiger Systembiologie-Zentrum BRICS. Im BRICS werden Methoden angewendet, die die Gesamtheit aller Moleküle einer Zelle untersuchen. Der Stoffwechsel ist dabei eine zentrale Untersuchungsebene.

Ein Gastbeitrag von Dr. Ida Retter