Forschung für Gesundheit an der Universität Graz

Karl Gruber untersucht Struktuen von biologischen Makromolekülen und deren Dynamik. Eines der Ziele ist, Enzymvarianten mit maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen. Ein umfassendes Wissen darüber kann zum Beispiel die Entwicklung von Medikamenten unterstützen. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist, Ähnlichkeiten in Proteinstrukturen zu identifizieren. Dafür nutzen die ForscherInnen neuartige Computeralgorithmen, die Bindetaschen in Molekülen aufspüren. Ihre Funktionsweise gut zu verstehen, hilft, Nebenwirkungen von Medikamenten besser vorherzusagen.

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Chemische Reaktionen benötigen viele Rohstoffe sowie viel Energie und verursachen oft für die Umwelt schädliche Nebenprodukte. Ein Weg, um Kosten zu sparen und Schadstoffe zu minimieren, könnte der Einsatz von natürlichen Enzymen sein. Wolfgang Kroutil und sein Team beschäftigen sich mit der Frage, wie chemische Prozesse sich durch Bio-Katalysatoren beeinflussen, vorantreiben und nachhaltig gestalten lassen. Das nennt man Biokatalyse.

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Ob spirituelle Selbstfindung oder kalkulierter Kalorienverlust – Fasten ist zu einem globalen Trend geworden. Aber macht der regelmäßige Essensverzicht wirklich gesünder, jünger und zufriedener? Die gesundheitlichen Effekte des Fastens sind das Spezialgebiet von Frank Madeo, einem der weltweit meist zitierten Altersforscher. Seine Forschungsgruppe hat herausgefunden, dass der Stoff Spermidin, der nicht nur im menschlichen Sperma, sondern auch in bestimmten Lebensmitteln enthalten ist, den Zellreparatur-Prozess Autophagie auslöst. Spermidin schützt Herz sowie Gehirn und könnte in Zukunft zur Therapie von Alterskrankheiten eingesetzt werden.

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Monika Oberer erforscht auf molekularer Ebene, wie Proteine in der Zelle arbeiten. Das Ziel: Besser zu verstehen, wie der Stoffwechsel von Fetten (Lipiden) funktioniert. Dabei geht es vor allem darum, die Beziehungen zwischen der Struktur von Proteinen und deren biologischer Funktion zu entschlüsseln. Störungen im Lipidhaushalt können ein breites Spektrum an Krankheiten nach sich ziehen – von Adipositas und Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zu einigen Krebsarten. Die Forschungsergebnisse legen die Basis für die Entwicklung neuer Therapieansätze.

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Welche Strategien das Cholera-Bakterium entwickelt, um sich an Umweltbedingungen anzupassen, ist Gegenstand der Forschung des Infektionsbiologen Stefan Schild. Der Vibrio cholerae-Erreger ist deshalb ein Paradebeispiel für Bakterien, die Durchfallerkrankungen auslösen, weil er in und außerhalb des menschlichen Darms existieren kann und sich zudem genetisch manipulieren lässt. Das Ziel ist, die Entwicklung neuer Impfstoff-Kandidaten zu ermöglichen und dadurch zur medikamentösen Prävention in den Ländern beizutragen, in denen Cholera tödlich verlaufen kann.

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Unsere Gesundheit hängt davon ab, dass Energiezufuhr und Energieverbrauch einander die Waage halten. Ist die Balance im Fettstoffwechsel gestört, führt das entweder zu Übergewicht oder zu einer krankhaften Abmagerung. Letztere heißt Kachexie und tritt häufig als Begleiterscheinung von Krebs auf. Was den Fettstoffwechsel aus dem Ruder laufen lässt, welche Folgen das auf die Gesundheit hat und wie ihm die Forschung wieder auf die Beine hilft, untersucht die Molekularbiologin Martina Schweiger.

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Proteine befinden sich in ständigem Austausch – entweder miteinander oder mit anderen Partnern innerhalb der Zelle. Erst durch dieses Wechselspiel entfalten sie ihre Wirkung. Ulrich Stelzl erforscht diese komplexe Interaktion mit besonderem Schwerpunkt auf jenen Proteinen, die in Zellen Signale als Reaktion auf bestimmte Reize aussenden. Eines seiner Ziele: genetisch bedingte Unterschiede dieser Wechselwirkungen und ihren Einfluss auf Krankheiten besser zu verstehen.

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Durch die Entdeckung der Rolle des Enzyms Adipose Triglyceride Lipase (kurz ATGL) im Fettstoffwechsel wurde Rudolf Zechner international bekannt. Der einzige Wittgesteinpreisträger einer steirischen Universität konnte mit seiner Arbeitsgruppe auch das ATGL-regulierende Protein CGI-58 identifizieren. Einen direkten Zusammenhang zwischen dem Fettabbau und der krebsassoziierten Kachexie, einer lebensbedrohlichen Abmagerung durch den Verlust von Fett- und Muskelmasse, konnte das Team ebenso nachweisen wie die Bedeutung des Fettstoffwechsels für eine normale Herzfunktion.

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Gegen einige besonders bösartige Tumorerkrankungen, wie etwa das maligne Melanom, auch schwarzer Hautkrebs genannt, fehlen bislang zuverlässige Therapien. Gemeinsam mit ihren KollegInnen forscht Dagmar Zweytick am Institut für Molekulare Biowissenschaften an neuen, nebenwirkungsarmen Medikamenten gegen äußerst aggressive Krebsarten. Die Forschung nützt dabei einen körpereigenen Abwehrmechanismus, der den natürlichen Zelltod von Krebszellen auslösen kann. Der mittlerweile patentierte Wirkstoff wird gemeinsam mit einem austro-amerikanischen Firmenkonsortium weiter untersucht.

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