Das Projekt "Entwicklung eines umwelt- und gesundheitsfreundlichen Verfahrens zur innovativen Überwachung der Immunsuppressionstherapie nach Organtransplantation mittels Transplantationsbiochips" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pelikan Technologies GmbH & Co. KG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens:
Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines elektrochemischen Transplantations-Biochips, mit dem die immunsuppressive Aktivität der drei am häufigsten verwendeten Immunsuppressiva - Cyclosporin A, FK506 und Rapamycin - und ihrer Metabolite durch Ausbildung des in-vitro Wirkkomplexes (Immunophilin / Immunsuppressivum / Calcineurin bzw. mTOR) bestimmt werden soll. Die Möglichkeit der Bestimmung der immunsuppressiven Aktivität im Gegensatz zur reinen Konzentrationsbestimmung soll die Aussagekraft dieses Rezeptorassays im Vergleich zu den etablierten Analysenmethoden erheblich verbessern und die Steuerung der medikamentösen Therapie nach einer Transplantation vereinfachen. Diese innovative Analysenmethode soll in den Kliniken die gängige HPLC-Methode ersetzen, was zu einer deutlichen Verminderung von Umwelt- und Gesundheitsbelastungen führt. Darüber hinaus soll diese einfach zu handhabende Analysenmethode auch in Arztpraxen bzw. zur Selbstkontrolle beim Patienten Anwendung finden.
Fazit:
Die rekombinanten Fusionsproteine aus Immunophilin und Streptavidin mit nachfolgender Kopplung der biotinylierten Peroxidase zum fertigen Immunophilin-Enzym-Konjugat wurden erfolgreich hergestellt. Mit der Biacore-Methode konnte gezeigt werden, dass sich die beiden Immunophilin-Enzym / Immunsuppressivum / Calcineurin-Wirkkomplexe auf einer Sensoroberfläche ausbilden; die angekoppelten Proteine beeinträchtigen somit nicht die Ausbildung des in-vivo Wirkkomplexes. Die Immunsuppressiva CsA und Tacrolimus konnten anschließend sehr erfolgreich mit Hilfe des elektrochemischen Transplantations-Biochips unter Einsatz der Immunophilin-Enzym-Konjugate nachgewiesen werden. Parallel dazu wurde der elektrochemische Biochip basierend auf der Microfilling Technik zum Nachweis eines Analyten erfolgreich optimiert. Da im Vollblut die Immunsuppressiva an Membranen und Proteinen gebunden vorliegen, ist eine Extraktionsmethode, die ohne Lösungsmittel auskommt, erarbeitet worden, wodurch Extrakte direkt mit dem Transplantations-Biochip vermessen werden können. Die HPLC-MS-Methoden zur Bestimmung der Immunsuppressiva CsA, Tacrolimus und Rapamycin sowie derer Metabolite wurden sehr erfolgreich optimiert und etabliert. Diese HPLC-MS-Methoden ermöglichen nun eine umfassende Validierung des Transplantations-Biochips.
Das Projekt "Stickstofftransformation und -transport in Abhängigkeit mikrobieller Aktivtäten in Waldböden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur Allgemeiner Pflanzenbau, Ökologischer Landbau durchgeführt. Das Projekt zielt auf die Aufklärung der Stickstofftransformation in Waldböden. Es basiert auf einem Langzeitexperiment mit vorindustrieller Stickstoffdeposition in einem Fichtenwald (Solling). Diese Manipulation ermöglicht einen intensiven Vergleich mikrobieller Prozesse von den ersten Zersetzungsschritten bis hin zu den mikrobiellen Transformationskaskaden. Um die ausgeprägte Heterogenität von Böden und Ausbildung von Nischen für spezifische funktionelle Gruppen von Mikroorganismen zu berücksichtingen, beinhaltet das Projekt drei Arbeitsschwerpunkte:- die Analyse der N-Transformation in unterschiedlichen Bodenhorizonten mittels moderner biochemischer Methoden und Proteomics;- die Lokalisierung und Quantifizierung von Enzymaktivitäten mittels fluorogener Substrate und Isotopentechniken, und - die Bezugnahme dieser Aktivitäten zur mikrobiellen Diversität und zu Expressionsprofilen der korrespondierenden Genen in Pilzen und Bakterien durch molekularbiologische Methoden unter Verwendung von Biochips. Das Projekt verknüpft die Expertise von drei Antragstellern auf den Gebieten Bodenökologie, Bodenmikrobiologie und Molekularer Ökologie. Besonderes Augenmerk wird verwendet auf die Integration der verschiedenen Arbeitspakete, da das Projekt einen zentrale Rolle im Projektbündel 'Biochips to monitor N-transformations in soils' spielt, welches als Kristallisationspunkt für eine zukünftige Forschergruppe oder ein zukünftiges Schwerpunktprogramm wirken soll.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Erfassung funktioneller hydrolytischer Netzwerke in Biogasanlagen mittels Microarraytechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Bodenökologie (IBOE) durchgeführt. Da Hemicellulose und Cellulose einen großen Anteil an den vergärbaren Inhaltsstoffen der lignocellulosehaltigen Biomasse (LCB) ausmachen, ist der Nachweis der Induktion von intra- und extrazelluläre Cellulasen (Endoglucanasen, Exoglucanasen, Cellobiosephosphorylase, Cellodextrinphosphorylase ect.) von besonderem Interesse. Ziel des Projektes ist es daher ein Nachweissystem für die entsprechenden Gene und Transkripte auf der Basis der sogenannten Mikorarraytechnologie zu validieren und im Rahmen der geplanten gemeinsamen Beprobungen einzusetzen. Erster Schritt soll die Herstellung eines Mikroarrays (Biochips) zur Erfassung der mikrobiellen Abbauleistung für polymere Zucker sein. Im zweiten Schritt soll die Validierung des Mikroarrays erfolgen. Hierbei soll das Erkennungsspektrum der Sonden unter den verwendeten Hybridisierungsbedingungen detailliert ausgetestet werden, Ergebnisse über die Induzierbarkeit ganzer Gencluster sind für die Steuerung eines effizienten optimierten Betriebes von Biogasanlagen eine wichtige Voraussetzung.