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Entwicklung von Zellbiochips zur Analyse und Aufklärung von Protein-Cluster in der Zellmembran

Am Josef-Ressel-Zentrum für phytogene Wirkstoffforschung beschäftigt sich Roland Hager aktuell mit der Entwicklung von Zellbiochips zur Anwendung in der Grundlagenforschung, aber auch in der angewandten Diagnostik. Insbesondere im biomedizinischen Bereich ist eine gesteigerte Nachfrage nach neuen Konzepten festzustellen.

Roland Hager ist einer von acht Nachwuchswissenschaftler*innen, die heuer vom Land Oberösterreich und der FFG für die Dauer ihrer Dissertationsvorhaben gefördert werden. Für seine Doktorarbeit hat sich der Medizintechniker etwas Spezielles aus dem Anwendungsbereich der Biosensorik vorgenommen. Zu Gute kommen ihm dabei auch seine beruflichen Erfahrungen bzw. die Beschäftigung mit mikrostrukturierten Oberflächen, vor seinem Einstieg an der FH OÖ. Im Mittelpunkt seiner Forschung steht die Entwicklung von Zellbiochips auf Basis von mikrostrukturierten COP-Folien (Cyclo-Olefin-Polymer), also Kunststoffen. Glasoberflächen sind in diesem Bereich bereits etablierter, jedoch will man im Projekt die Vorteile von polymeren Substraten aufzeigen und nützen. Diese Oberflächen bilden die Basis für die Analyse von Protein--Interaktionen an der Zellmembran. Im Speziellen beschäftigt sich Roland Hager mit HLA-E Proteincluster, die zu den MHC-Proteinen (Major Histocompatibility Complex) zählen.

Durch die internationalen Kontakte seines Betreuers, Dr. Peter Lanzerstorfer, wird im Projekt zudem eine enge Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Dr. Sebastian Springer (Jacobs Universität Bremen) realisiert, die sich mit diesem Spezialgebiet der Biomedizin beschäftigt.

Möglicher Einsatz in der HIV-Immuntherapie

Das MHC-Protein HLA-E ist in den letzten Jahren verstärkt in den Fokus der molekularen medizinischen Immunologie gerückt. „Mit unseren Zellbiochips in Kombination mit der Totalreflexionsfluoreszenz-Mikroskopie (TIRF-Mikroskopie), einer speziellen Methode der Lichtmikroskopie, können wir Interaktionen zwischen der Kunststoffoberfläche und den Proteinen an der Zellmembran darstellen und charakterisieren“, wie der Doktorand erklärt. In seiner Wechselwirkung mit zytotoxischen T-Zellen kann HLA-E nicht durch Viren wie HIV gehemmt werden.  Genau dieser Umstand macht es für anti-HIV-Immuntherapien interessant. Der zu entwickelnde Zellbiochip soll dazu dienen, die Grundlagen zu verstehen, was genau in der Zelle passiert und wie das HLA-E Protein an die Zellmembran gebracht wird bzw. welche Cluster sich an der Oberfläche ausprägen. Herausfordernd, aber auch spannend an der Arbeit mit biologischen Systemen ist die Verifizierung bzw. Charakterisierung von solchen Protein-Protein Interaktionen, weil derartige Cluster sehr komplex und daher schwer zu quantifizieren und zu modellieren sind.

Josef-Ressel-Zentrum für phytogene Wirkstoffforschung

Das am FH OÖ Campus Hagenberg und Wels angesiedelte Forschungszentrum untersucht phytogene, das heißt pflanzliche, bioaktive Wirkstoffe zur Prävention und therapeutischen Begleitung menschlicher Krankheiten sowie zur Verbesserung der Tiergesundheit und -leistung. Unter der Leitung von FH-Prof. Dr. Julian Weghuber beschäftigen sich Forscher*innen mit den zum Großteil noch unbekannten Wirkungsweisen und möglichen Anwendungsgebieten. Mit der Entwicklung der neuen Zellbiochips und deren Anwendung trägt Roland Hager dazu bei, wieder ein paar Forschungslücken zu schließen.

Roland Hager, Bildquelle: Georg Sandner

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