WSR062-MUCPEP: Wirkstoffmodelle für die Mukoviszidose Therapie - Interview mit Dr. Daniel Lauster

Wirkstoffradio (MP3 Feed)

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Das Wirkstoffradio ist ein Wissenschaftskommunikationsprojekt aus dem Leibniz-Forschungsinstitut f\u00fcr Molekulare Pharmakologie (FMP) und wird gef\u00f6rdert durch das Leibniz Forschungsnetzwerk Wirkstoffe und Biotechnologie.","poster":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de\/podlove\/image\/68747470733a2f2f7777772e7769726b73746f6666726164696f2e64652f77702d636f6e74656e742f75706c6f6164732f323031382f30392f5769726b73746f6666726164696f5f4c6f676f5f6c616e672d3330303078333030305f63726f707065645f626c756542472e706e67\/500\/0\/0\/wirkstoffradio","link":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de"},"title":"WSR062 MUCPEP: Wirkstoffmodelle f\u00fcr die Mukoviszidose Therapie - Interview mit Dr. Daniel Lauster","subtitle":"In dieser Episode erkl\u00e4rt Daniel Lauster Bernd Rupp, wie Modelle von Schleimh\u00e4uten der Lunge und Nase bei der Suche von Wirkstoffen f\u00fcr neue Therapie Ans\u00e4tze bei Mukoviszidose, COPD und anderen mukoobstruktiven Erkrankungen entwickelt 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Diesmal ist Bernd zu Gast an der Freien Universität Berlin (FU) in der Gruppe von Dr. Daniel Lauster. Daniel leitet an der FU die BMBF-Nachwuchsgruppe „Mucinpeptide“.

Dr. Daniel Lauster; Quelle Wirkstoffradio

Mucine sind sehr große Proteine, die für den Aufbau von Schleimhäuten in unserem Körper verantwortlich sind. Teile dieser Proteine definieren spezielle Eigenschaften, die für unterschiedliche therapeutische Zwecke von großem Interesse sind. Die Gruppe von Daniel untersucht vor allem Mucine aus Lunge und Nase mit diversen biophysikalischen Methoden, um die funktionalen Bauteile dieser Proteine zu identifizieren und als Peptide sogenannte Mucinpeptide zu isolieren.

Dabei hat die Gruppe von Daniel diverse Modelle zur Simulation erkrankter, aber auch gesunder Lungenschleimhäute entwickelt, um die Funktionalität der Peptide auch nach der Präparation testen zu können.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Was ist ein Krankheitsmodell?

• • Krankheitsmodell – DocCheck Flexikon
  • Mukoviszidose (zystische Fibrose) – Wikipedia Artikel
  • Mucus – Wikipedia Artikel
  • wissenschaftlicher Artikel (closed access): Rama Bansil, Bradley S. Turner: The biology of mucus: Composition, synthesis and organization, Advanced Drug Delivery Reviews, 2018 (124),3-15. Die Studie befindet sich leider hinter einer Paywall, ist also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf den Artikel verlinken, sondern stellen euch den „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung: doi: 10.1016/j.addr.2017.09.023
  • Schleim – Wikipedia Artikel

Mucus Probenmaterial

• • Schleimhaut – Wikipedia Artikel
  • Lunge – Wikipedia Artikel
  • Lavage – Wikipedia Artikel
  • Mucine – Wikipedia Artikel

Was ist ein Mucin?

• • Glykosylierung – Wikipedia Artikel
  • Makromolekül – Wikipedia Artikel

Gewinnung von Mucus

• • der-Pari-Boy (Inhalator) – Homepage
  • Heterogenität – Wikipedia Artikel
  • Homogenes System – Wikipedia Artikel

Aufarbeitung des Mucus

• • Viskosität – Wikipedia Artikel
  • Rheologie – Wikipedia Artikel
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Völler M, Addante A, Rulff H, von Lospichl B, Gräber SY, Duerr J, Lauster D, Haag R, Gradzielski M and Mall MA: An optimized protocol for assessment of sputum macrorheology in health and muco-obstructive lung disease. Front. Physiol. 2022 13:912049. doi: 10.3389/fphys.2022.912049
  • Mukolyse – DocCheck Flexikon
  • Interferometrie – Wikipedia Artikel
  • Interferometrische Streumikroskopie – WikiBrief Artikel
  • Kalibrierung – Wikipedia Artikel

Was sind rekombinante Proteine?

• • Rekombinantes Protein – Wikipedia Artikel
  • nanoskopisch = im Nanometer Bereich – Wikipedia Artikel

Systematik bei Krankheitsmodellen

• • Patient – Wikipedia Artikel
  • Sputum – Wikipedia Artikel
  • Präklinische Prüfung – Wikipedia Artikel
  • Phänotyp – Wikipedia Artikel

Mucine – Entdeckung und Produktion

• • Atomare Masseneinheit (Dalton) – Wikipedia Artikel
  • Biofilter – Wikipedia Artikel
  • Antioxidans = antioxidative Wirkung – Wikipedia Artikel
  • Zelllinie – DocCheck Flexikon
  • Expression – Wikipedia Artikel
  • Sekretion – Wikipedia Artikel
  • Sezernierung – Lexikon der Biologie – Spektrum.de
  • Dose-Response – Wikipedia Artikel

Detektion der Wirkstoffbindung

• • iSCAT – Wikipedia Artikel
  • iSCAM – Wikipedia Artikel
  • Oligomer – Wikipedia Artikel

Wirkungsmechnanismen auf den Mucus

• • Kovalente Bindung – Wikipedia Artikel
  • Reduktion – Wikipedia Artikel
  • Peptide Microarray – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Microarray – Wikipedia Artikel
  • Mikroskalige Thermopherese – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Affinität (Bindungsaffinität) = Bindungsstärke – Wikipedia Artikel

Molekulare Struktur der Wirkstoffe

• • Proteindomäne – DocCheck Flexikon
  • N-Terminus – DocCheck Flexikon
  • Cystein – Wikipedia Artikel
  • Acetylcystein (ACC) – Wikipedia Artikel
  • Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) – Wikipedia Artikel
  • Mukoviszidose = Cystische Fibrose – Wikipedia Artikel
  • Click Chemie – Wikipedia Artikel
  • Flimmerepithel (Zilien) – Wikipedia Artikel
  • Mukolyse – DocCheck Flexikon
  • BMBF-Projekt – BMBF Homepage

Zielsetzung der Modellentwicklung

• • Mukolytikum – DocCheck Flexikon
  • Therapie – Wikipedia Artikel

Vergleichbarkeit der Schleimhaut Mucine

• • Mucin_5B – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Mucin_5AC – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Mucin_2 (Darm) – Wikipedia Artikel (englisch)

Applikationsmodelle

• • Vitrocell (kommerzielle AerosolKammer) – Hompage
  • Aerosol – DocCheck Flexikon

Vermeidung von Tiermodellen

• • Prinzip der „3R“ – Homepage Tierversuche verstehen

Entwicklung der Aerosolkammer

Links eine Skizze der Aerosolkammer. Rechts oben zeigt den Aufbau eines Probengefäß mit Mucus, Epithel (cell cultur) und dem dahinter liegenden Medium. Von diesen Probengefäßen gibt es in der Aerosolkammer eine ganze Reihe, die durch eine drehbare Scheibe (shutter dics) separat begast werden können; Quelle: Daniel Lauster.

Aufbau der Zellkultur – Aussage der Prüfung

• • Basolateral – DocCheck Flexikon

Was versteht man unter Cystischer Fibrose?

• • Chloridkanal – Wikipedia Artikel
  • Osmose – Wikipedia Artikel
  • Osmoregulation – Wikipedia Artikel
  • Entzündung – Wikipedia Artikel
  • Modulator – Wikipedia Artikel
  • Trikafta – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Kaftrio (Trikafta) – Homepage muko.info

Mucoobstruktive Erkrankungen

• • Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) – Wikipedia Artikel
  • Asthma Bronchiale – Wikipedia Artikel
  • Lungenfibrose – Wikipedia Artikel

Daniel und die Mucine

• • Humboldt Universität – Hompage der Biophysik
  • Influenzaviren – Wikipedia Artikel
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Lauster, D., Klenk, S., Ludwig, K. et al. Phage capsid nanoparticles with defined ligand arrangement block influenza virus entry. Nat. Nanotechnol. 15, 373–379 (2020). doi: 10.1038/s41565-020-0660-2
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Casia L. Wardzala, Amanda M. Wood, David M. Belnap, and Jessica R. Kramer. Mucins Inhibit Coronavirus Infection in a Glycan-Dependent Manner; ACS Central Science 2022 8 (3), 351-360 doi: 10.1021/acscentsci.1c01369
  • Postexpositionsprophylaxe – Wikipedia Artikel
  • Dr. Daniel Lauster: MucPep -Projektseite auf der Hompage des BMBF

Daniels Werdegang

• • MucBoost -Homepage SPRIN-D
  • Biophysik – Homepage der HU

Daniels Lieblingsmolekül

• • Sialinsäuren – Wikipedia Artikel
  • Glycane – Wikipedia Artikel

N-Acetylneuraminsäure häufigstes Sialinsäure Derivat im Menschen; Quelle: Yikrazuul, Public domain, via Wikimedia Commons

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Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Daniel Lauster für die Zeit und seine Erläuterungen zu seinem Forschungsgebiet.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [e-mail], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio, bei Mastodon unter @[e-mail] oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

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Κεφάλαια

1. Begrüßung (00:00:00)

2. Was ist ein Krankheitsmodell? (00:01:42)

3. Mucus Probenmaterial (00:03:07)

4. Was ist ein Mucin? (00:04:04)

5. Gewinnung von Mucus (00:04:56)

6. Aufarbeitung des Mucus (00:06:06)

7. Was sind rekombinante Proteine? (00:09:57)

8. Systematik bei Krankheitsmodellen (00:12:49)

9. Mucine Entdeckung und Produktion (00:15:11)

10. Detektion der Wirkstoffbindung (00:19:46)

11. Wirkungsmechnanismen auf den Mucus (00:21:19)

12. Molekulare Stuktur der Wirkstoffe (00:24:08)

13. Zielsetzung der Modellentwicklung (00:33:13)

14. Vergleichbarkeit der Schleimhaut Mucine (00:34:48)

15. Applikationsmodelle (00:36:40)

16. Vermeidung von Tiermodellen (00:37:51)

17. Entwicklung der Nebelkammer (00:39:06)

18. Aufbau der Zellkultur - Aussage der Prüfung (00:39:42)

19. Was versteht man unter Cystischer Fibrose? (00:40:54)

20. Mukoobstruktive Erkrankungen (00:44:05)

21. Daniel und die Mucine (00:45:35)

22. Daniels Werdegang (00:49:25)

23. Daniels Lieblingsmolekül (00:50:36)

24. Verabschiedung und Bitte um Feedback (00:52:02)