Establishing a Synergistic Partnership for Structural Biology between the University of Münster and the ETH Zurich: Merging BioNMR and Fluorinated Glycochemistry to Expand a New Frontier in Biomedicine

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Heutzutage ruft der Begriff „Krankenhauskeim“ in jedem von uns ein besorgniserregendes Gefühl hervor. Denn wer sich mit einem multiresistenten Keim infiziert, ist gesundheitlich stark gefährdet, da die allermeisten auf dem Markt erhältlichen Antibiotika gegen diese kaum noch wirksam sind. Allein im Jahr 2019 starben rund 7,7 Millionen Menschen weltweit an einer Infektion und für rund die Hälfte davon sind gerade einmal fünf bakterielle Spezies allein verantwortlich (S. Aureus, E. Coli, S. Pneumoniae, K. Pneumonie, P. aeruginosa). Die WHO prognostiziert sogar, dass diese Antibiotikaresistenzen innerhalb der nächsten Jahre weiter rasant zunehmen und schon bald eine der größten globalen Bedrohungen darstellen werden, wenn nicht umgehend nach alternativen Therapieansätzen geforscht wird. Diese Problematik betrifft jeden einzelnen von uns und ist damit unsere größte Motivation ideenreiches Denken anzustoßen: wir planen in einem Kooperationsprojekt das bakterielle Infektionsgeschehen auf molekularer Ebene aufzuklären, um auf dieser Grundlage passgenau innovative Wirkstrukturen für Medikamente entwickeln. Dabei konzentrieren wir uns auf spezielle Strukturen aus Kohlenhydraten, die in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle spielen. Die Expertise Kohlenhydrate chemisch gezielt zu modifizieren und dadurch für NMR-Spektroskopie zugänglich zu machen, liegt in der Arbeitsgruppe von Prof. Ryan Gilmour, Professor für Chemische Biologie am Organisch-Chemischen Institut. Durch die Einführung von Fluor in das Kohlenhydrat-Molekül lassen sich wichtige Interaktionen mit bakteriellen Proteinen identifizieren, die an der Ausbreitung und Entstehung von Resistenzen beteiligt sind. Für dieses Vorhaben ist die dynamische NMR-Spektroskopie aus dem Bereich der strukturellen Biologie als Technologie entscheidend. Unser Ziel ist es das Potential von Kohlenhydraten in der Medikamentenentwicklung zu nutzen und zu stärken, indem wir eine einzigartige kohlenhydrat-spezifische NMR-Einheit in Münster etablieren. Um dieses Projekt umzusetzen wird Dr. Christina Jordan Expertise im Bereich Bio-NMR Spektroskopie an der international angesehenen ETH Zürich in der Arbeitsgruppe von Dr. Alvar Gossert erwerben und nach Münster transferieren. Wir möchten Fachwissen aus zwei Forschungsrichtungen (Organische Chemie und Strukturelle Biologie) vereinen, um in naher Zukunft die Entwicklung alternativer Medikamente gegen multiresistente Bakterien voranzutreiben. Wir sind sehr dankbar für die Förderung durch das Zukunftslabor und die Initiative „Ideenlabor“ der Universität Münster, denn es ermöglicht uns, neue interdisziplinäre Schnittstellen zu identifizieren und zu nutzen und damit erste Grundlagen für die Umsetzung unseres Vorhabens zu legen.