Institut für funktionale Gen-Analytik (IFGA)

Angeborene Stoffwechselstörungen

Unsere Forschungsgruppe untersucht seltene genetische Defekte in Stoffwechselwegen. Wir streben ein besseres Verständnis der Pathomechanismen an, die solchen angeborenen Stoffwechselstörungen (‘inborn errors of metabolism‘, IEM) zugrunde liegen.

Viele Stoffwechselkrankheiten können zu frühem Tod oder schwerer Behinderung führen, insbesondere dann, wenn keine adäquate Behandlung erfolgt. Eine frühe Diagnosestellung ist eine Voraussetzung für therapeutische Ansätze, die bei manchen Krankheiten eine normale Entwicklung ermöglichen können. Wir bieten fortlaufend Praktika und Projekte für Abschlussarbeiten an mit Schwerpunkt auf analytischer Biochemie (z.B. auf der Entwicklung diagnostischer Tests) und auf der  Charakterisierung angeborener Stoffwechselstörungen.

Wir sind an verschiedenen Stoffwechselstörungen besonders interessiert, zum Beispiel an  jenen, die den Katabolismus verzweigtkettiger Aminosäuren betreffen (einschließlich Störungen von Ketogenese und Ketolyse und HSD10-Krankheit) sowie am Stoffwechsel schwefelhaltiger Aminosäuren.

Nach dem Nachweis zahlreicher N-acetylierter Aminosäuren in Mustern der Organischen  Säuren ist es uns gelungen, Patienten mit einer ‘neuen’ Stoffwechselstörung zu identifizieren: Detailierte Untersuchungen haben einen Aminoacylase-1-Mangel auf der Enzym-Ebene in Lymphocyten und Fibroblasten sowie im ACY1-Gen bestätigt. In der Folge wurden Wildtyp-Enzym und Mutanten nach Überexpression in HEK293-Zellen untersucht. Unsere Untersuchungen umfassen auch Studien zur  Aspartoacylase (Aminoacylase 2; ASPA). Defekte dieses Enzyms führen zur Canavan-Krankheit, einer neurodegenerativen Störung.

Phase-2-Reaktionen erhöhen die Wasserlöslichkeit von Substanzen und erleichtern dadurch ihre Elimination. Dies kann zum Beispiel durch die Konjugation Coenzym A (CoA)-aktivierter Säure mit einem Aminosäure-Molekül erfolgen. Mehrere Enzyme (Aminosäure-N-Acyltransferasen) können solche Reaktionen katalysieren. Einige davon haben unsere Aufmerksamkeit wegen möglicher weitreichender  pharmakogenetischer Implikationen auf sich gezogen. Unsere Forschung zu angeborenen Stoffwechselstörungen (unterstützt z.B. durch Heinz und Heide Dürr Stiftung,  Gottfried und Julia Bangerter-Rhyner-Stiftung und die staatlichen NRW-Programme FH Basis and FH Struktur) zielt auf ein besseres Verständnis der Rolle von Enzymen in Gesundheit und Krankheit.