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07.12.2016, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 580. Sitzung

Prof.' in Dr. Erika Kothe, Jena: Wahlverwandtschaften: über die chemische Kommunikation bei Pilzen; Prof. Dr. Axel Haverich, Hannover: Von der Transplantation zur Biofabrikation

Vortrag 1

Pilze sind neben den Tieren und Pflanzen ein eigenständiges Reich der Eukarya. Sie können damit Aufschluss über zelluläre Vorgänge geben, die für die Eukarya typisch und damit übertragbar auf andere Organismen sind. Mit dem Spaltblättling Schizophyllum commune kann die Erkennung zwischen Kreuzungspartnern als ein solcher Weg untersucht werden. In der Natur liegen über 23.000 unterschiedliche Geschlechter (oder Kreuzungstypen) vor. Die Erkennung beruht auf dem Austausch von Pheromonen, die über membranständige Rezeptoren erkannt werden und eine intrazelluläre Signaltransduktion auslösen. Die Unterscheidung der Lipopeptid-Pheromone ist also die Basis für die sexuelle Vermehrung und damit die Bildung der Fruchtkörper, die an totem Holz häufig beobachtet werden können. Wir konnten zeigen, dass neben den Pheromonrezeptoren weitere Rezeptorgene vorliegen, die das Erkennen einer höheren Zahl von Pheromonen durch Dimerbildung mit den Pheromonrezeptoren ermöglichen. Neben dieser innerartlichen Kommunikation sind Pilze auch zur Kommunikation mit anderen Organismen befähigt. So ist die Ektomykorrhiza eine Symbiose mit Waldbäumen, die das Ökosystem stabilisiert. Dabei müssen die Partner sich gegenseitig erkennen, um die funktionelle Symbiose ausbilden zu können. Anhand des Ritterlings Tricholoma vaccinum konnten wir zeigen, dass dabei vom Pilz Pflanzenhormone wie das Auxin Indolessigsäure gebildet werden, die das Einwachsen zwischen die Zellen der Baumwurzeln verbessern. Weitere Kommunikationsmoleküle werden in Abhängigkeit vom Wirtsbaum gebildet. Damit erklärt sich die hohe Wirtsspezifität, die für Mykorrhizapilze typisch ist. So sind Fruchtkörper dieses Pilzes fast ausschließlich unter Fichten zu finden - weil nur die Fichte als Wirtsbaum erkannt wird. Die molekularen Mechanismen der Kommunikation bei Pilzen sind also für das Ökosystem Wald von hoher Bedeutung. Mit deren Kenntnis können möglicherweise sogar Steinpilze, so wie heute schon Champignons, gezüchtet werden.

Prof.' in Dr. Erika Kothe, ist seit 2012 Professorin für Mikrobielle Kommunikation am Institut für Mikrobiologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Nach dem Studium der Biologie und der Promotion bei Prof. Albrecht Klein an der Philipps-Universität in Marburg war sie anderthalb Jahre an der University of Vermont, USA, und ein Jahr an der Rijksuniversiteit Groningen, Niederlande, bevor sie über Pilzgenetik in Marburg 1997 habilitierte. Im selben Jahr wurde sie Professorin für Mikrobielle Phytopathologie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Von 2011 bis 2014 war sie dort Prorektorin für den wissenschaftlichen Nachwuchs und Gleichstellung und seit 2012 ist sie Vorsitzende des Universitätsverbands zur Qualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Deutschland (UniWiND)

Vortrag 2

 

Weltweit gründet sich der Ruf der MHH vor allem auf die Transplantationsmedizin. Eingeleitet durch die Pionierarbeit von Rudolph Pichlmayr und Hans Georg Borst vor 40 Jahren wurde dieses Feld experimentell und klinische systematisch ausgebaut. Noch heute betreibt die MHH das größte Transplantationsprogramm in Deutschland, nimmt man alle Organe zusammen. In der Lungentransplantation sind wir seit Jahren in der weltweiten Spitzengruppe, sowohl was die Anzahl der Eingriffe betrifft, aber auch deren Ergebnisse.

Die demographische Entwicklung der Bevölkerung, gepaart mit den sich ständig verbessernden Ergebnissen der Transplantation auch in älteren Altersgruppen steigert den Bedarf an Transplantaten stetig. Demgegenüber kann die humane Organspende nicht gesteigert werden. Das entstehende Defizit in der Versorgung von Kranken, die an einem nicht reversiblen Organausfall leiden, wächst daher kontinuierlich. Überbrückende medizin-technische Verfahren wie die Dialyse und Kunstherzen bleiben bei Überlebensraten und Lebensqualität weit abgeschlagen hinter den Ergebnissen der Organtransplantation zurück.

In mehreren koordinierten Forschungsprogrammen werden daher Alternativen zur klassischen Transplantation gesucht, die man unter dem Stichwort Biofabrikation zusammenfassen kann. Hierbei geht es um bio-artifiziell hergestellte Gewebe und Organe, häufig basierend auf Stammzell-Verfahren, die schwerst erkrankte Organe reparieren oder ganz bzw. teilweise ersetzen können. Beispiele hierfür sind die genetische Reprogrammierung von erkrankten Zellen zu gesunden im Körper, der Ersatz durch gezüchtete Patienten-eigene Zellen, der Einsatz zellfreier Gerüststrukturen zur Selbst-Regeneration wie bei Herzklappen und die Herstellung humanisierter Schweine als Lieferanten Insulin-produzierender Zellen und als Organquelle für die Herz- und Lungentransplantation.

Heute vielfach noch in tierexperimenteller Erprobung, werden diese Verfahren die Behandlungsmethoden der Zukunft sein. Falls sicher genug, werden wir sie auch in frühen Krankheitsstadien einsetzen, bestimmt aber in jenen Patienten, die durch ein Organversagen akut bedroht sind.

Prof. Dr. Axel Haverich studierte von 1972 bis 1978 Medizin an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). 1978 erhielt er die Approbation und wurde 1979 promoviert. Bis 1985 war er Assistent im Zentrum Chirurgie der MHH. 1987 wurde er habilitiert und war ab 1992 außerplanmäßiger Professor. Von 1993 bis 1996 war er Direktor der Abteilung Herz- und Gefäßchirurgie an der Christian Albrechts Universität Kiel und ist seit 1996 Direktor der Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover (HTTG). Er gründete 1996 mit dem erhaltenen Leibniz Förderpreis der DFG das Grundlagen-Forschungslabor der HTTG-Klinik sowie die Leibniz-Forschungslaboratorien für Biotechnologie und künstliche Organe. Hier gelang es Axel Haverich mit seinen Mitarbeitern eine biologische Herzklappe herzustellen, die mit den Patienten wächst. Neben vielen anderen zusätzlichen und ehrenamtlichen Aufgaben war er von 2010 bis 2011 Präsident der deutschen Gesellschaft für Chirurgie.