Forschung

Das Spike Protein von HIV-1 ist mit einem Cluster von oligomannosidischen Glykanen versehen die neutralisierende Antikörpern (bnAbs) induzieren können. Während sich solche nAbs in einigen HIV-infizierten Personen autonom entwickeln können, sind alle Versuche derartige schützenden Antikörper durch Immunisierung zu generieren bisher gescheitert. Die methodischen Ansätze dazu basierten auf der Herstellung von oligomannosidischen Clustern, die an Trägerproteine gekoppelt wurden. Die Schwierigkeit, damit neutralisierende Antikörper zu erzeugen, liegt vor allem an der Immuntoleranz gegenüber diesen körpereigenen Kohlenhydrat-Strukturen. Im Projekt wird nunmehr versucht durch Verwendung von oligomannosidischen Mimetika diese Toleranzmechanismen auszuschalten und die Kohlenhydratantigene in einem "fremden" Milieu zu präsentieren um die Bildung von kreuz-reaktiven Antikörpern zu stimulieren. Im Vorprojekt konnte gezeigt werden dass entsprechende CRM197-konjugate mit hoher Avidität von einigen Oligomannose-spezifischen Antikörpern sowie auch von deren Keimbahnvarianten und von rekombinanten HIV-1 SOSIP Trimeren gebunden wurden. Für diese Aktivitäten ist jedoch der Zusatz von einem TLR4-stimulierenden Th1-Adjuvans (GLA-SE) erforderlich. Im Projekt sollen diese Arbeiten mit dem Schwerpunkt auf weitere Kohlenhydratmimetika und optimierten Immunisierungsexperimenten mit neuen Adjuvantien weiter vertieft werden. Die Ergebnisse sollten die Basis für künftige präklinische Studien liefern und einen Beitrag für neue HIV-Vakzinstrategien leisten.

Karies ist weltweit eine der häufigsten chronischen Erkrankungen. Dabei entwickelt sich ein dysbiotischer mikrobieller Biofilm auf der Zahnoberfläche, bei dem Streptococcus mutans beziehungsweise einzelne Makromoleküle des Bakteriums eine wichtige Rolle spielen. Mutanofactin ist ein kürzlich identifizierter Sekundärmetabolit von S. mutans, von dem angenommen wird, dass er die Hydrophobizität von Zelloberflächen erhöht und damit die Interaktion von Bakterien und die Biofilmbildung forciert. Der molekulare Mechanismus der Wirkungsweise von Mutanofactin sowie dessen Aktivitätsspektrum sind unbekannt. Dieses Projekt erforscht die mit der Wirkung von Mutanofactin verknüpfte Bildung kariogener Biofilme. Dabei ist es entscheidend, die physikochemischen und mikrobiellen Eigenschaften dieses Sekundärmetaboliten zu verstehen. Dazu werden biologischen Szenarien mit schrittweise erhöhter Komplexität erstellt, wofür definierte biologische Komponenten sowie Methoden für Analytik und Monitoring von der molekularen bis zur Biofilm-Ebene verwendet werden. Das Projekt-Design basiert auf einer einzigartigen Kombination von synthetischen, mikrobiellen und physikochemischen Ansätzen, einschließlich der de novo Synthese und neuartige Techniken zur Charakterisierung bakterieller Zelloberflächen und Biofilm-Matrix Interaktionen. Dieses Projekt kann zu neuen anti-kariogenen Strategien beitragen, welche dringend im Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit benötigt werden.

In diesem Projekt werden verschiedene Verwendungsmöglichkeiten von pflanzlichen Antioxidantien, wie Tocopherol-Derivaten oder Polyphenolen, in verschiedenen Bioraffinerie-Szenarien untersucht. Der Schwerpunkt liegt einerseits auf lipophilen Pflanzenextrakten und andererseits auf Tanninen (Gallotanninen und Ellagitanninen). Die Antioxidantien werden zuerst als Stabilisatoren im Lyocell-Prozess (Cellulosefaserherstellung) getestet, wo sie homolytische und hetrolytische Nebenreaktionen, insbesondere den autokatalytischen Abbau des Lösungsmittels N-Methylmorpholin-N-oxid, begrenzen und gleichzeitig die Bildung starker Chromophore einschränken sollen.