Integrative Zellphysiologie
Die Forschung dieser Arbeitsgruppe fokussiert auf die quantitative Analyse und Integration physiologischer Prozesse von der zellulären Ebene beginnend bis hin zum ganzen Menschen. Ziel ist ein erweitertes Verständnis dynamischer physiologischer Prozesse, insbesondere bezüglich deren Stabilität und homeostatischen Kompensationen in Richtung einer möglichen Überschreitung von Kipp-Punkten. Dies soll helfen, pathophysiologische Prozesse zu verstehen und zu erkennen, um den Ausbruch von Erkrankungen zu vermeiden bzw. zu verzögern oder frühzeitig in Therapien einsteigen zu können.
In diesem Kontext untersuchen wir die Wirkungen von bioaktiven Peptiden, insbesondere antihypertensiv wirksame Peptide. Diese werden beginnend auf der zellulären Ebene, auf Ebene der Organe bis hin zu Möglichkeiten der Hypertonieprotektion des Menschen [Martin2015, Martin2019] analysiert. Analog steht der extrazellulären Adenin-Nukleotid- und Nukleosid-Stoffwechsel und dessen Einfluss auf die Kalzifizierung von Gefäßen im Fokus. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Analyse und Modellierung der Zellmigration als stochastischer, anomaler Prozess [Dieterich2008, Dieterich2022]. Zudem untersuchen wir, wie Zell-Zell-Interaktionen in konfluenten Endothelzellen die Einzelzelldynamik verändern und kollektive Bewegungen generieren.
Neben allgemeinen biochemischen Methoden wird zur Gewinnung von quantitativen experimentellen Daten in zahlenreichen Projekten die HPLC/UHPLC-Analytik eingesetzt. Daneben nutzen wir lichtmikroskopische Verfahren zur Analyse der Zellmigration sowie selbst entwickelte Software zum Tracking der Zellbewegungen. Die mathematische Modellanalyse liefert zusammen mit der Bayesschen Datenanalyse die analytische Klammer zur Integration experimenteller Ergebnisse.
Unsere AG ist vernetzt mit verschiedenen Gruppen auf dem Campus der Hochschulmedizin Dresden und der TU Dresden sowie mit weiteren nationalen und internationalen Partnern (siehe Kooperationen).
Key Publications
- Dieterich P, Lindemann O, Moskopp ML, Tauzin S, Huttenlocher A, Klages R, Chechkin A, Schwab A. Asymmetric anomalous diffusion in neutrophil chemotaxis. PLoS Computational Biology 18(5), e1010089/1-26 (2022).
- Martin M, Deussen A. Effects of natural peptides from food proteins on angiotensin converting enzyme activity and hypertension. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 59 (8), 1264–1283 (2019).
- Martin M, Kopaliani I, Jannasch A, Mund C, Todorov V, Henle T, Deussen A. Antihypertensive and cardioprotective effects of the dipeptide isoleucine-tryptophan and whey protein hydrolysate. Acta Physiol (Oxf) 215, 167-176 (2015).
- Dieterich P, Klages R, Preuss R, Schwab A. Anomalous dynamics of cell migration. Proc Natl Acad Sci USA V105(2):459-63 (2008).