Verbundforschung im Schwerpunkt „Zelldynamik und Bildgebung“

Unsere Community engagiert sich intensiv für die Einwerbung externer Fördergelder für insbesondere fakultätsübergreifende Forschungsvorhaben im wissenschaftlichen Schwerpunkt „Zelldynamik und Bildgebung“. Durch unsere Vernetzung im Cells in Motion Interfaculty Centre betten wir die spezifischen Forschungsgebiete dieser Verbundprojekte in einen größeren thematischen Zusammenhang ein. Gleichzeitig ist unser Netzwerk Inkubator für neue Verbundinitiativen. Gemeinsam entwickeln wir unser Forschungsfeld sowie unterstützende Angebote und institutionelle Strukturen weiter.

Sonderforschungsbereich „Breaking Barriers – Immunzellen und pathogene Erreger an Zell-/Matrix-Barrieren“ (SFB 1009)

Blutgefäße bilden eine Barriere zwischen Blutbahn und Gewebe. Sie bestehen aus einer Endothelzellschicht (grün) und einer Basalmembran (violett). Um Entzündungen zu bekämpfen, durchqueren Immunzellen (rot) die Barriere. Immunfluoreszenz-Mikroskopie
© Hang Li, Stefan Butz, Dietmar Vestweber

Dieses Verbundforschungsprojekt untersucht Entzündungsmechanismen an zellulären Barrieren von komplexen Organismen. Solche Barrieren grenzen den Organismus und die Außenwelt, aber auch verschiedene Gewebe und Organe voneinander ab und spielen eine zentrale Rolle bei vielen Erkrankungen: Neben der Abwehr infektiöser Erreger kommt diesen Strukturen auch eine wichtige Funktion bei der Regulation von Entzündungsprozessen zu. Die Forschungsprojekte verwenden molekulargenetische, zellbiologische, biochemische, immunologische sowie tierexperimentelle und bildgebende Methoden, um funktionelle Mechanismen aufzuklären, die möglicherweise Ansatzpunkte für diagnostische, therapeutische und präventive Strategien für Infektionskrankheiten sowie Autoimmunerkrankungen und Allergien hervorbringen.

Sprecher: Prof. Dr. Johannes Roth (Medizinische Fakultät)
Beteiligte Fachbereiche: Medizin, Biologie
Projektlaufzeit: 07/2012 – 06/2024
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Sonderforschungsbereich „Dynamische zelluläre Grenzflächen: Bildung und Funktion“ (SFB 1348)

Nervenzellen einer Fruchtfliege – Forscher untersuchen beispielsweise, wie sich unspezifische Verknüpfungen zwischen Nervenzellen während der Entwicklung des Nervensystems abbauen.
© AG Rumpf

Im Fokus dieses Verbundforschungsprojekts steht die Frage, wie Kontaktstellen zwischen Zellen entstehen und funktionieren. Spezielle molekulare Mechanismen dort ermöglichen die Kommunikation zwischen Zellen sowie ihren Zusammenhalt und regulieren so die Zelldifferenzierung sowie die Entwicklung und Funktion unterschiedlicher Gewebe. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen diese Vorgänge bei Fruchtfliegen, Zebrafischen und Mäusen und kombinieren dabei hochauflösende mikroskopische Verfahren mit biochemischen und genetischen Methoden.

Sprecher: Prof. Dr. Christian Klämbt (Fachbereich Biologie)
Beteiligte Fachbereiche: Biologie, Chemie und Pharmazie, Medizin
Projektlaufzeit: 01/2018 – 12/2021
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Sonderforschungsbereich „Synergetische Effekte in der Chemie – von der Additivität zur Kooperativität“ (SFB 858)

Organische Moleküle (hier Liganden), die kooperativ mit einer Metalloberfläche interagieren. Die Metalloberfläche strukturiert die Anordnung der einzelnen Moleküle vor und dient als Reaktionsmedium, wobei einzelne Metallatome gleichzeitig in chemische Stoffumwandlungen eingreifen.
© SFB 858

Dieses Verbundforschungsprojekt widmet sich der Frage, wie Molekülbausteine in chemischen Reaktionen gemeinsam und gleichzeitig chemische Umwandlungen beeinflussen. Die Forschenden vergleichen diese sogenannte kooperative Wirkungsweise mit dem herkömmlichen Reaktionsprinzip, bei dem die einzelnen Aktivierungsschritte aufeinanderfolgen ("Additivität"). Durch kooperative Effekte könnten sich chemische Prozesse zur Herstellung von Wirkstoffen und Materialien effizienter, ökonomischer und umweltfreundlicher gestalten lassen.

Sprecher: Prof. Dr. Armido Studer (Fachbereich Chemie und Pharmazie)
Beteiligte Fachbereiche: Chemie und Pharmazie, Physik, Medizin
Projektlaufzeit: 01/2010 – 12/2021
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Sonderforschungsbereich/Transregio „Initiierungs-, Effektor- und Regulationsmechanismen bei Multipler Sklerose“ (SFB/TRR 128)

Zellkulturmodell der Blut-Hirn-Schranke. Eine humane T-Zelle (unten rechts, blauer Zellkern) beladen mit dem Protein Granzym K (grün), sucht sich eine passende Stelle auf einer Blutgefäßzelle (blauer Zellkern oben links, roter Zellrand) um sich einen Kanal durch sie hindurch zu bohren. Dieser Vorgang läuft ohne Entzündung ab und ist Teil der Immunüberwachung im gesunden Gehirn.
© AG Zarbock, AG Schwab

Dieses Verbundprojekt rückt die Multiple Sklerose in den Fokus – eine Autoimmunerkrankung, bei der sich Immunzellen gegen den Organismus richten, den sie eigentlich schützen sollen: Sie wandern ins Gehirn und verursachen dort chronische Entzündungen. Um neue therapeutische Konzepte entwickeln zu können, wollen die Forschenden verstehen, welche Veränderungen des Immunsystems der Erkrankung zugrunde liegen, welche Bedeutung die Blut-Hirn-Schranke spielt und welche Auswirkungen der Angriff des Immunsystems auf das zentrale Nervensystem hat. Sie untersuchen diese Vorgänge bei Nagetieren und Menschen und setzen unter anderem innovative bildgebende Verfahren ein.

Sprecher: Prof. Dr. Heinz Wiendl (Medizinische Fakultät)
Beteiligte Einrichtungen: Medizinische Fakultäten der Universitäten Münster, Mainz und München
Projektlaufzeit: 07/2012 – 06/2020
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Forschungsgruppe „Interaktionen an der neurovaskulären Schnittstelle“ (FOR 2325)

Im Fokus dieses Verbundforschungsprojekts steht die Frage, wie das Blutgefäßsystem und das Nervensystem miteinander funktional verknüpft sind. Insbesondere die Blut-Hirn-Schranke – die Wand der Blutgefäße im Gehirn, die das Nervengewebe vor schädlichen Zellen und Molekülen aus dem Blutstrom schützt – erfordert eine eng koordinierte Funktion von Zellen des Blutgefäßsystems und des Nervensystems in einer „neurovaskulären Einheit“. Die Forschenden untersuchen,  wie diese Einheit entsteht und erhalten bleibt, wie dabei Signale zwischen den beiden Systemen übermittelt werden und welche Rolle molekulare Regulatoren spielen, auf die sowohl wachsende und wandernde Blutgefäßzellen als auch Nervenzellen reagieren.

Sprecher: Prof. Dr. Ralf H. Adams (Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin)
Beteiligte Einrichtungen: Fachbereiche Medizin und Biologie der Universität Münster, Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, Universitäten Frankfurt am Main und Heidelberg, Karlsruher Institut für Technologie, Charité Berlin
Projektlaufzeit: 2016 – 2021
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Klinische Forschungsgruppe „Organdysfunktion im Rahmen systemischer Inflammationssyndrome“ (KFO 342)

Während einer Entzündung in der Lunge einer Maus wandern Leukozyten (grün) in das Gewebe und interagieren mit Thrombozyten (grau).
© AG Rossaint / AG Zarbock

Im Zentrum dieses Verbundforschungsprojekts stehen systemische Entzündungsreaktionen wie die Sepsis, die häufig tödlich verlaufen. Die Forschenden untersuchen molekulare, immunologische und zelluläre Signalwege, die für solche Entzündungen und nachfolgendes Organversagen relevant sind. Sie erforschen diese ursächlichen Krankheitsabläufe im Tiermodell bei Mäusen und Schweinen sowie in Studien an Patienten und wollen ihre Erkenntnisse nutzen, um neue Therapieoptionen für Patienten zu entwickeln.

Sprecher: Prof. Dr. Alexander Zarbock (Medizinische Fakultät)
Leiter: PD Dr. Jan Rossaint (Medizinische Fakultät)
Beteiligte Fachbereiche und außeruniversitäre Einrichtungen: Medizinische Fakultät, Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin
Projektlaufzeit: 02/2020 – 01/2023
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Klinische Forschungsgruppe „Male Germ Cells: from Genes to Function“ (KFO 326)

Der Schlagzyklus eines Spermienflagellums im farbcodierten Zeitraffer-Overlay. Patienten-Spermien zeigen im Flagellenschlag eine geringere Amplitude als gesunde Spender-Spermien.
© Timo Strünker

Im Zentrum dieses translationalen und interdisziplinären Verbundforschungsprojektes steht die Suche nach Ursachen für die Unfruchtbarkeit des Mannes. Rund 50 Mitglieder aus neun Instituten forschen an der Entschlüsselung genetischer und epigenetischer Faktoren sowie an molekularen Mechanismen, die die Keimzellen beeinflussen – vom vollständigen Verlust bis zur Dysfunktion der Spermien. Dabei untersuchen sie diese Zusammenhänge sowohl in humanen Keimzellen als auch in Tiermodellen mit dem Ziel, zukünftig die Diagnostik und Therapie der männlichen Infertilität zu optimieren und die reproduktive Gesundheit des Mannes besser zu verstehen.

Sprecher: Prof. Dr. Jörg Gromoll (Medizinische Fakultät)
Wissenschaftlicher Leiter: Univ.-Prof. Dr. Frank Tüttelmann (Medizinische Fakultät)
Beteiligte Fachbereiche: Medizin, Biologie
Projektlaufzeit: 08/2017 – 07/2020
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Graduiertenkolleg „Chemische Biologie von Ionenkanälen“ (GRK 2515)

Die fünf Forschungsbereiche des Graduiertenkollegs
© Chembion/Heike Blum

In diesem Promotionsprogramm erforschen Doktorandinnen und Doktoranden die Synthese, Modifikation und biologische Anwendung kleiner organischer Moleküle, mit denen sich der Öffnungszustand von Ionenkanälen gezielt steuern und mit molekularer Bildgebung sichtbar machen lässt. Ionenkanäle sind Proteine, die Poren in Zellmembranen bilden, dadurch geladenen Teilchen den Durchtritt durch die Zellmembran ermöglichen und somit Vorgänge in Zellen, Geweben und Organen beeinflussen. Das gezielte Öffnen und Schließen von Ionenkanälen könnte in Zukunft für Anwendungen in der Krebstherapie oder in der Behandlung von neuronalen Erkrankungen relevant sein. Viele wissenschaftliche Kontakte, durch die dieses Verbundprojekt möglich wurde, sind durch den Exzellenzcluster „Cells in Motion“ entstanden.

Sprecher: Prof. Dr. Bernhard Wünsch (Fachbereich Chemie und Pharmazie), Prof. Dr. Thomas Budde (Fachbereich Medizin)
Beteiligte Fachbereiche: Chemie und Pharmazie, Medizin
Projektlaufzeit: 10/2019 – 03/2024
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Immune-Image

Verteilung von Immunzellen im Körper einer Maus, aufgenommen mit optischer Bildgebung
© S. Gran & L. Honold et al./Theranostics 2018(8)

Wie verhalten sich Immunzellen im Körper? Was passiert bei einer Immuntherapie, die das körpereigene Immunsystem dazu bringen soll, eine Krankheit zu bekämpfen? In diesem europaweiten Verbundforschungsprojekt wollen Expertinnen und Experten aus Forschung und Pharmaindustrie Methoden der biomedizinischen Bildgebung entwickeln, mit denen Immunzellen vor, während und nach einer Immunbehandlung beobachtet werden können. Dabei sehen sich die Forscher die Vorgänge zunächst in Krankheitsmodellen bei Tieren an – mit dem Ziel, die Ergebnisse und Methoden zeitnah auf Patienten zu übertragen und letztendlich Immuntherapien bei Krankheiten wie Krebs oder Entzündungen „bildgesteuert“ zu verbessern.

Sprecher: Prof. Dr. Albert D. Windhorst (Amsterdam University Medical Centre, Niederlande)
Beteiligte Fakultäten der WWU: Medizinische Fakultät (Koordination: Prof. Dr. Michael Schäfers, Prof. Dr. Andreas Jacobs), Fachbereich Chemie und Pharmazie
Projektlaufzeit: 10/2019 – 09/2024
Mittelgeber: Europäische Kommission (EC)