Cellular heterogeneity - Zelluläre Heterogenität
Auszug aus Empfehlungen der Arbeitsgruppe Forschungsstrategie an die Medizinische Fakultät der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Die Gewebe und Organe des menschlichen Körpers sind aus einer Vielzahl unterschiedlicher Zellen aufgebaut Traditionell basiert unser Wissen über die Funktion von Zellen auf der globalen Analyse von Zellpopulationen. Modernste technische Entwicklungen im Bereich der Einzelzellanalyse haben in den letzten Jahren zur Identifikation neuer Zelltypen beigetragen, und gezeigt, dass scheinbar „identische" Zellen aus einem Spektrum heterogener Subtypen bestehen, welche eine große Bandbreite an unterschiedlichen Funktionen aufweisen: Jüngste Forschungsergebnisse zum Beispiel aus dem Bereich der Immuntherapie und Geweberegeneration legen nahe, dass es oft nur wenige, spezialisierte Zellen sind, welche diese Prozesse steuern können und dadurch im Fokus von Therapieansätzen stehen.
Diese Unterschiedlichkeit von Zellen wird mit dem Begriff „Zelluläre Heterogenität" beschrieben. Zelluläre Heterogenität ist eine wichtige Eigenschaft des menschlichen Organismus und von entscheidender Bedeutung bei so unterschiedlichen Prozessen wie Infektion, Regeneration, Entzündung, Herzinfarkt oder auch bei der Entstehung und Ausbreitung von Tumoren. Die intrinsische Heterogenität auf Einzelzellebene bildet die Grundlage der •Funktion zellularer Netzwerke (z.B. Mikrobiom, Immunsystem, Tumormicroenvironment, „Blut; ZNS), komplexer Organsysteme und systemischer Prozesse.
Für zelluläre Heterogenität gibt es zahlreiche Ursachen. Genetische Unterschiede, z.B. durch Mutationen, und epigenetische Regulation können zu unterschiedlicher Funktionalität von Zellen führen, Unterschiede in der Umgebung der Zellen z.B. im Hinblick auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen, die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix oder das Ausmaß einer Entzündungsreaktion beeinflussen direkt die Prozessierung von Informationen in einzelnen Zellen; auch stochastische Ereignisse wie der Kontakt zu anderen Zellen oder graduelle Differenzierungsprozesse können die Funktion einer Zelle beeinflussen.
Mögliche Forschungsprojekte in diesem Profilbereich:
- Adressieren die Frage, wie Zellen Signale aus ihrer Umwelt oder Umgebung wahrnehmen und prozessieren
- Versuchen den Beitrag von molekularen Veränderungen auf Zellebene in der Entstehung, Entwicklung, Erkennung von Krankheiten des Menschen zu verstehen
- Arbeiten an der gezielten Nutzung von molekularen Mechanismen der zellulären Differenzierung, der Zell-Zell-Interaktion und Zell-basierter Therapien
