Entwicklung und Anwendung analytischer Methoden für die metabolische Zellanalyse unter physiologischen und pathologischen Bedingungen

Die Hauptaufgabe des Zentralprojektes ist die Entwicklung und Anwendung analytischer Methoden zur umfassenden Charakterisierung des Tumor- und Immunzellmetaboloms. Für die Projekte in der Forschergruppe werden analytische Methoden zur quantitativen Analyse von Metaboliten sowie für das metabolic fingerprinting mittels multidimensionaler NMR und gekoppelten massenspektrometrischen Systemen bereitgestellt. Dies beinhaltet quantitative GC-MS und LC-MS Methoden zur Bestimmung von Aminosäuren, Tryptophanmetaboliten, Verbindungen aus Glykolyse/Pentosephosphatweg/Krebszyklus und Methionin- und Polyaminstoffwechsel, sowie die Analyse des Glukosestoffwechselflusses unter Verwendung stabiler isotopenmarkierter Glucose. Unter Verwendung stabiler isotopenmarkierter Substrate wird die Aktivität ausgewählter Schlüsselenzyme, wie z.B. Methylthioadenosinphosphorylase (MTAP), Ornithindecarboxylase (ODC), und Indoleamin-2,3-dioxygenase (IDO) bestimmt. Metabolic fingerprinting mittels NMR, umfassender zweidimensionaler GCxGC-TOF-MS und LC-QTOF-MS liefert eine Momentaufnahme des Metaboloms in einem Organismus, Gewebe oder Zelle und erlaubt die Unterscheidung verschiedener pathophysiologischer Zustände. Zusätzlich können neue Schlüsselmetabolite des Tumorund Immunzellstoffwechsels identifiziert werden. Die resultierenden Daten werden mit modernen multivariaten statistischen Methoden prozessiert. Diese beinhalten sowohl nicht überwachte Verfahren, wie Haupt- (PCA) und Unabhängige Komponentenanalyse (ICA) Analysis, als auch überwachte Verfahren, wie Support-Vektor Maschinen.