Dr. Daniel Lauster: MucPep
Wer bei einer Erkältung mit schleimigem Nasensekret konfrontiert ist, verbindet wohl eher Ekel als Faszination mit diesem Naturmaterial. Lungenschleim, auch Mucus genannt, dient als mobiler Biofilter, indem er die Lunge kontinuierlich vor Krankheitserregern schützt. Im Fall von chronischen Lungenerkrankungen (z.B. Mukoviszidose) kann eine veränderte Schleimproduktion zu Entzündungsprozessen in der Lunge führen, wodurch die Lungenstruktur dauerhaft geschädigt werden kann. Für ein tieferes Verständnis der Biologie von Lungenschleim und für die Erforschung neuer antiviraler und mucusauflösender Biomaterialien, widmet sich das Projekt MucPep der Herausforderung einer systematischen Analyse von Bruchstücken aus Mucus und deren Verwendung für innovative Inhalationssprays.
Bei dem Schleim der Lunge, auch Mucus genannt, handelt es sich um ein vielseitiges und komplexes Biomaterial für deren Erforschung erst seit jüngster Zeit entsprechende Technologien existieren. Hauptbestandteil von Mucus sind riesige Glykoproteine, sogenannte Muzine. Diese können über eine Verknüpfung miteinander eine netzartige Struktur ausbilden und eingeatmete Partikel wie Krankheitserreger, Staub oder Pollen aus der Luft filtern.
Die Filterfunktion von Mucus beinhaltet mechanische und chemische Komponenten. So werden Partikel oberhalb der Porengröße des Muzinnetzes an einem Durchtritt zu den Lungenzellen und zusätzlich über chemische Bindung an Glykostrukturen in ihrer Beweglichkeit gehindert.
Die Funktionen der einzelnen Untereinheiten der Muzine sind bisher noch kaum erforscht. Über die Aufklärung der Struktur und Funktion von Muzinen verspricht sich die „NanoMatFutur“-Forschergruppe MucPep von Dr. Daniel Lauster ein besseres Verständnis bei der Entstehung von zähem Lungenschleim und bei der Abwehr von Viren. Anhand von Fragmentbibliotheken aus Lungenmuzinen sollen funktionale Proteinschnipsel bzw. Peptide abgeleitet werden und hingehend auf eine antivirale Wirkung gegen Grippeviren sowie eine verflüssigende Wirkung von zähem Lungenschleim untersucht werden. Über eine Verknüpfung an Nanopartikel wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin einen zielgerichteten und effektiven Wirkstofftransport ermöglichen. Das Ziel des Projektes MucPep ist es inhalative Sprays mit diesen Peptid-Nanopartikelverbindungen zur Behandlung von Grippe- und Mukoviszidosepatientinnen und – patienten zu erforschen.
Die Forschungsarbeiten können auch auf andere Krankheitserreger oder chronische Lungenkrankheiten angepasst werden und bieten somit ein breites Anwendungspotential. Darüber hinaus ist bei den naturanalogen Wirkstoffen auch von einer guten Verträglichkeit bei der Anwendung auszugehen.
Für die Projektumsetzung arbeitet die Forschergruppe um Dr. Daniel Lauster eng mit Partnern aus der Pharma- und Technologiebranche, sowie mit Pneumologen der Charité in Berlin zusammen.
Nachwuchsgruppenleiter Dr. Daniel Lauster
Herr Dr. Daniel Lauster studierte Technische Biologie an der Universität Stuttgart. Nach dem Diplom promovierte er erfolgreich an der Humboldt-Universität zu Berlin im Fach Experimentelle Biophysik. Seit 2018 forscht er am Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin an antiviralen und mucolytischen Biomaterialien. Seit Januar 2021 leitet er an der Freien Universität Berlin die „NanoMatFutur“-Nachwuchsgruppe „Mucinpeptide“.