Lipide, auch als Fette bekannt, gelten als Tausendsassa unter den Molekülen: Sie sind Bestandteile von Zellmembranen, speichern Energie oder liefern chemische Bausteine für einige Hormone. Außerdem regulieren sie als Botenstoffe beispielsweise das Wachstum von Zellen. Der Lipidstoffwechsel umfasst alle Vorgänge von der Aufnahme bis hin zum Ausscheiden der Lipide. Die Analyse dieser wasserunlöslichen Moleküle gibt Aufschluss über wichtige Vorgänge im Körper.
Die Lipidsignatur – die Menge, Art und chemische Struktur der Lipide – im Gewebe oder Blut fällt bei gesunden und kranken Menschen unterschiedlich aus. Folglich lässt sich mithilfe dieser Informationen eine Verknüpfung zum Gesundheitszustand herstellen: Lipide haben zum einen das Potenzial als Biomarker, um das Risiko für verschiedene Herzerkrankungen oder Krebsarten mittels Frühtests einzuschätzen. Zum anderen könnten Lipidsignaturen dabei helfen, die Präzisionsmedizin bei Krebs voranzutreiben und Therapien künftig noch besser auf Patient:innen zuzuschneiden.
Die Forschungsgruppe legt den Fokus ihrer Arbeiten auf Lipidsignaturen bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs, genauer gesagt schwarzem Hautkrebs (malignes Melanom). Hintergrund ist der Zusammenhang zwischen medikamentösen Tumortherapien und Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Je nach Behandlung, etwa mit sogenannten Immuncheckpoint-Inhibitoren, haben Krebspatient:innen ein deutlich erhöhtes Risiko für Herzschäden. Das Thema Lipidstoffwechsel von Krebszellen in der Tumortherapie ist bisher noch nicht ausreichend erforscht. Für ihre Analysen kombinieren die Wissenschaftler:innen der Nachwuchsgruppe Lipidomics komplementäre Techniken wie die bildgebende Massenspektrometrie und Mikroskopie. Konkret: MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization bzw. matrix- unterstützte Laser-Desorption/Ionisierung), Massenspektrometrie sowie Licht- oder Fluoreszenzmikroskopie.
Lipide im OMICS-Kontext betrachten
Ein wichtiger Aspekt der Arbeiten am ISAS ist die Integration von Lipiddaten in sogenannte Multi-Omics-Analysen. Mit dem Begriff Omics bezeichnet die Forschung molekularbiologische Methoden, die eine gesamtheitliche Charakterisierung aller Gene (Genomics), Proteine (Proteomics), Stoffwechselprodukte (Metabolomics) und Lipide (Lipidomics) ermöglichen. Damit sich jedoch unterschiedliche Molekülklassen wie Lipide, Proteine oder Metabolite in einer Probe untersuchen lassen, muss diese intakt bleiben. Besonderes Augenmerk der Nachwuchsgruppe Lipidomics liegt daher auf der Entwicklung neuer Omics-Methoden, mit denen sich verschiedene Molekülklassen in einer Gewebe- oder Blutprobe gleichzeitig analysieren lassen. Ziel ist es, Informationen zu unterschiedlichen Biomolekülen, ihrer Menge und räumlichen Verteilung innerhalb einer Probe zu gewinnen, um ganzheitliche und individuell auf Patient:innen bezogene Aussagen über Erkrankungen treffen zu können. Dafür wird das Lipidomics-Team sowohl eng mit weiteren Arbeitsgruppen am ISAS, als auch mit Forschenden der Universität Duisburg-Essen und dem Universitätsklinikum Essen zusammenarbeiten.
Die Nachwuchsgruppe Lipidomics ist eine Kooperation nach dem Jülicher Modell mit der Universität Duisburg-Essen. Jun.-Prof. Dr. Sven Heiles hat dort an der Fakultät für Chemie eine Professur inne, gleichzeitig leitet er am ISAS die Forschungsgruppe.
