Molekulare Zellbiologie und Humangenetik

Die Entwicklung von Mensch und Tier, aber auch Regenerationsprozesse wie die Wundheilung erfordern die aktive Kommunikation der Zellen. Sie tauschen Signale aus und leiten Informationen über ihre Position weiter. Professor Anna Starzinski-Powitz und ihr Team untersuchen mit molekular- und zellbiologischen sowie genetischen Methoden die Entstehung und die dynamischen Veränderungen der Morphologie von Zellen des Epithels, einem zentralen Zelltyp in vielen Geweben (zum Beispiel der Brustdrüse, der Gebärmutterschleimhaut, der Bauchspeicheldrüse und der Haut) und im sich entwickelnden Embryo. Zentraler Aspekt der Analysen ist die Bedeutung der Epithelzellen bei der Bildung von Zellverbänden in Organen und ihre Fähigkeit zur Zellwanderung.

Die Verbindung und die Form der polarisierten Epithelzellen wird wesentlich durch Cadherine, eine Familie von Adhäsionsmolekülen, bestimmt. Diese Membranproteine steuern mit Signalprozessen die interzelluläre Erkennung und sind dadurch an der Formgestaltung von Organen beteiligt. Cadherine beeinflussen auch die Regulation der Zellmigration: So können sich Epithelzellen, in denen E-Cadherin inaktiviert ist, aus ihrem Verband lösen und in andere Gebiete des Körpers migrieren.

Eine Störung solcher Regulationsprozesse kann zu Entartungen wie Krebs oder der Endometriose beitragen, einer bei Frauen im gebärfähigen Alter sehr häufigen Krankheit mit Gewebewucherungen innerhalb und außerhalb der Bauchhöhle. Hier wie auch in bösartigen Tumoren kommen Zellen mit invasiven Eigenschaften vor: Sie streuen im Organismus und verursachen damit das Fortschreiten der Erkrankung. Ein bei diesen Untersuchungen von der Arbeitsgruppe entdecktes Membranprotein ist Shrew-1/AJAP1, das Prozesse der morphologischen Dynamik von Epithelzellen und dadurch auch der Zellinvasion und Migration reguliert. Für die Studien nutzt das Team neben etablierten Tumorzelllinien seine bis heute weltweit einzigartigen immortalisierten Endometriose-Zelllinien. „Unsere Erkenntnisse werden zum besseren Verständnis der Ursache und Entstehung auch anderer physiologischer und pathologischer Abläufe beitragen, die auf Zellwanderung beruhen“, ist sich Starzinski-Powitz sicher. Ihre Forschungsmethoden in diesem und weiteren Bereichen wie epigenetischen Veränderungen vermittelt sie in praxisorientierter Lehre an Studierende.