Dissertationsthemen

*** Ausschreibung Dissertationsstelle für Medizinstudenten/innen ***

Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie

Thema:
Bilanzierung des Lipidstoffwechsels in einem humanen 3D-Hepatozytenmodell mit funktionellen Gallenkanälchen

Hintergrund

Die Metabolische Dysfunktion-assoziierte steatotische Lebererkrankung (MASLD) ist durch eine vermehrte Aufnahme und Speicherung von Fettsäuren in Hepatozyten gekennzeichnet. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe zeigen jedoch, dass die Triglyzeridsynthese die Menge der von steatotischen primären humanen Hepatozyten (PHH) aufgenommenen Fettsäuren nicht vollständig erklärt [1]. Wo ein Teil dieser Fettsäuren verbleibt und welche Rolle dabei alternative Stoffwechsel- und Sekretionswege spielen, ist bislang ungeklärt.

Ein humanes 3D-Sandwich-Kulturmodell mit funktionellen Gallenkanälchen ermöglicht es, diese metabolische Lücke systematisch zu untersuchen und das Schicksal freier Fettsäuren von der intrazellulären Speicherung bis zur Sekretion zu verfolgen.

Zielsetzung der Arbeit
Ziel der Doktorarbeit ist eine quantitative Bilanzierung des Fettsäurestoffwechsels in steatotischen humanen Hepatozyten. Dabei sollen Aufnahme, intrazelluläre Speicherung und metabolische Umwandlung sowie die basolaterale und kanalikuläre Sekretion von Lipiden untersucht werden. werden. Hierdurch sollen bislang nicht erfasste Stoffwechselwege identifiziert und ihr möglicher Beitrag zur metabolischen Adaptation bei Steatose charakterisiert werden.

Arbeitsprogramm (kompakt)

1. Kultivierung primärer humaner Hepatozyten (PHH) im 3D-Sandwich-Modell und Induktion einer metabolischen Lipidbelastung
2. Quantitative Untersuchung der Aufnahme, intrazellulären Speicherung und metabolischen Verwertung freier Fettsäuren
3. Analyse der basolateralen und kanalikulären Lipidsekretion unter Kontroll- und Steatosebedingungen
4. Probengewinnung für Lipidomanalysen ​
   
   

Methoden (voraussichtlich)

3D-Sandwich-Kultur primärer humaner Hepatozyten • FFA-induzierte Lipidbelastung • Lipid- und Immunfluoreszenzfärbungen • RT-qPCR • Western Blot • Viabilitätsassays

Betreuung und Rahmen
Die Arbeit wird in der AG Seehofer/Damm unter der direkten Betreuung von Anna Stilkerich, Assistenzärztin und Clinician Scientist, durchgeführt. Eine strukturierte Einarbeitung und Unterstützung bei der experimentellen Durchführung und Datenauswertung durch das Team der Arbeitsgruppe ist gewährleistet. Für die experimentelle Durchführung sind zwei Freisemester vorgesehen.

Kontakt:

Anna Stilkerich, Assisstenzärztin & Clinician Scientist

anna.stilkerich@medizin.uni-leipzig.de

Literatur:
[1] Stilkerich A, Schicht G, Seidemann L, Hänsel R, Friebel A, Hoehme S, Seehofer D, Damm G. Cell Homeostasis or Cell Death-The Balancing Act Between Autophagy and Apoptosis Caused by Steatosis-Induced Endoplasmic Reticulum (ER) Stress. Cells. 2025;14(6). DOI:10.3390/cells14060449

Thema: Einfluss der Steatose auf die wachstumsfaktor- und zytokinabhängige Regeneration primärer humaner Hepatozyten

Hintergrund
Die Metabolische Dysfunktion-assoziierte steatotische Lebererkrankung (MASLD) ist durch eine vermehrte Lipidakkumulation in Hepatozyten gekennzeichnet, die zentrale Zellfunktionen und die Fähigkeit der Leber zur Regeneration beeinflussen kann [1]. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe weisen darauf hin, dass der Steatosegrad mit Veränderungen der proliferativen Kompetenz humaner Hepatozyten verbunden ist.
Die Regeneration der Leber wird durch ein komplexes Zusammenspiel von Wachstumsfaktoren und inflammatorischen Signalen gesteuert [2]. Ob und wie Steatose die Reaktion humaner Hepatozyten auf diese regenerativen Stimuli verändert, ist bislang nur unzureichend verstanden. Ein etabliertes humanes Steatosemodell mit primären humanen Hepatozyten (PHH) ermöglicht es, diese Zusammenhänge unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen.

Zielsetzung der Arbeit
Ziel der Doktorarbeit ist es, den Einfluss der Steatose auf die regenerative Kompetenz von PHH zu untersuchen. Hierzu soll die proliferative Antwort nicht-steatotischer und steatotischer PHH auf die Wachstumsfaktoren HGF und EGF sowie die inflammatorischen Zytokine IL-6 und TNF-α vergleichend charakterisiert werden. Dabei soll insbesondere untersucht werden, ob Steatose die Sensitivität und das Antwortverhalten der Hepatozyten gegenüber regenerativen Signalen verändert.

Arbeitsprogramm (kompakt)

1. Kultivierung PHH und Etablierung von Kontroll- und Steatosebedingungen mittels free fatty acid (FFA)-induzierter Lipidbelastung
2. Stimulation nicht-steatotischer und steatotischer PHH mit HGF/EGF sowie IL-6 und TNF-α
3. Charakterisierung der proliferativen/regenerativen Antwort sowie Kontrolle von Steatosegrad, Zellzustand und Viabilität
4. Vergleich der Reaktionsmuster verschiedener humaner Donoren und Gewinnung ausgewählter Proben für weiterführende molekulare Analysen
   
   

Methoden (voraussichtlich)

Kultur PHH • FFA-induzierte Lipidbelastung • Stimulation mit Wachstumsfaktoren und Zytokinen • Proliferations- und Viabilitätsassays • Lipid- und Immunfluoreszenzfärbungen • quantitative Fluoreszenzmikroskopie • RT-qPCR • Western Blot • Probengewinnung für weiterführende Single-Cell-Analysen

Betreuung und Rahmen
Die Arbeit wird in der AG Seehofer/Damm durchgeführt. Eine strukturierte Einarbeitung sowie die Unterstützung bei der experimentellen Durchführung und Datenauswertung durch das Team der Arbeitsgruppe sind gewährleistet. Für die experimentelle Durchführung sind zwei Freisemester vorgesehen.

Kontakt: Dr. rer. nat. Georg Damm: georg.damm@medizin.uni-leipzig.de, Tel.: 0341-97-39656
 Dr. Andrea Scheffschick: andrea.scheffschick@medizin.uni-leipzig.de, Tel.: 0341-97-39486

Literatur:
[1] Stilkerich A, Schicht G, Seidemann L, Hänsel R, Friebel A, Hoehme S, Seehofer D, Damm G. Cell Homeostasis or Cell Death-The Balancing Act Between Autophagy and Apoptosis Caused by Steatosis-Induced Endoplasmic Reticulum (ER) Stress. Cells. 2025;14(6). DOI:10.3390/cells14060449

[2] Böhm F, Köhler UA, Speicher T, Werner S. Regulation of liver regeneration by growth factors and cytokines. EMBO Mol Med. 2010 Aug;2(8):294-305. doi: 10.1002/emmm.201000085 . 

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Thema: Einfluss bioaktiver Lipide auf die zelluläre Stressantwort in humanen Hepatozyten

Hintergrund
Metabolische Dysfunktion-assoziierte steatotische Lebererkrankungen (MASLD) sind durch eine vermehrte Lipidakkumulation in Hepatozyten gekennzeichnet, die mit Störungen der Homöostase des endoplasmatischen Retikulums (ER) und einer Aktivierung der unfolded protein response (UPR) verbunden ist [1]. Bioaktive Lipide könnten dabei nicht nur eine Folge des veränderten Stoffwechsels darstellen, sondern die metabolische Stressantwort von Hepatozyten maßgeblich beeinflussen.

In Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe wurden erste Hinweise darauf gewonnen, dass ausgewählte bioaktive Lipide den Lipidmetabolismus und die ER-Stressantwort beeinflussen. Dabei zeigten sich Unterschiede zwischen steatotischen und nicht-steatotischen Zellen sowie eine ausgeprägte interindividuelle Variabilität in primären humanen Hepatozyten (PHH). Diese Befunde bilden den Ausgangspunkt der Doktorarbeit.

Zielsetzung der Arbeit
Ziel der Doktorarbeit ist die systematische Validierung der beobachteten Effekte bioaktiver Lipide auf die ER-Stressantwort humaner Hepatozyten. Hierzu werden die Befunde in verschiedenen HepaFH-Klonen sowie einem größeren PHH-Donorkollektiv untersucht, wobei insbesondere Steatose und Geschlecht als mögliche Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Zentrale Veränderungen der ER-Stress-/UPR-Antwort und des Lipidstoffwechsels werden auf RNA- und Proteinebene charakterisiert.

Arbeitsprogramm (kompakt)

1. Kultivierung und Induktion der Lipidakkkumulation von HepaFH-Zellen und primären humanen Hepatozyten im 3D-Sandwich-Modell
2. Untersuchung der Effekte ausgewählter bioaktiver Lipide in verschiedenen HepaFH-Klonen
3. Validierung in einem größeren PHH-Donorkollektiv unter Berücksichtigung von Steatose und Geschlecht
4. Charakterisierung der ER-Stress-/UPR-Antwort und des Lipidstoffwechsels auf RNA- und Proteinebene 

Methoden (voraussichtlich) 3D-Sandwich-Kultur von PHH und HepaFH-Zellen • FFA-induzierte Lipidbelastung • Lipid- und Immunfluoreszenzfärbungen • RT-qPCR • Western Blot • Viabilitätsassays​

Betreuung und Rahmen
Die Arbeit wird in der Arbeitsgruppe von Dr. Georg Damm durchgeführt. Eine strukturierte Einarbeitung in Zellkulturtechniken und molekularbiologische Methoden ist vorgesehen. Das Projekt ist in Umfang und Endpunktzahl auf den zeitlichen Rahmen einer medizinischen Doktorarbeit zugeschnitten. Für die experimentelle Durchführung der Arbeit sind zwei Freisemester vorgesehen.

Kontakt:  Dr. rer. nat. Georg Damm: georg.damm@medizin.uni-leipzig.de, Tel.: 0341-97-39656

Dr. Andrea Scheffschick: andrea.scheffschick@medizin.uni-leipzig.de, Tel.: 0341-97-39486

Literatur:
[1] Stilkerich A, Schicht G, Seidemann L, Hänsel R, Friebel A, Hoehme S, Seehofer D, Damm G. Cell Homeostasis or Cell Death-The Balancing Act Between Autophagy and Apoptosis Caused by Steatosis-Induced Endoplasmic Reticulum (ER) Stress. Cells. 2025;14(6). DOI:10.3390/cells14060449

Inhalt/Beschreibung: In den letzten Jahrzehnten war die Inzidenz des ösophagealen Adenokarzinoms (EAC) in den westlichen Industrienationen von einem starken Anstieg geprägt. Das Ansprechen des EACs auf Chemotherapeutika ist relativ niedrig und die 5-Jahresüberlebsrate liegt bei 50 Prozent. Daher ist es notwendig, neue Therapieoptionen und -strategien zu entwickeln. Der Transkriptionsfaktor Nrf2 reguliert die Expression von Proteinen, die die Zelle vor allem vor oxidativem Stress schützt. Wir wollen untersuchen, welchen Einfluss die Nrf2-Aktivität auf die Chemosensitivität von ösophagealen Adenokarzinomzelllinien hat und ob eine Deaktivierung zu einer erhöhten Chemosensitivität in den Zellen führt.

Aufgabenstellung:

• Kultivierung der ösophagealen Zelllinien
• Durchführung von Transfektionsexperimenten und Behandlung der Zellen mit Chemotherapeutika
• Auswertung der Versuche mit molekularbiologischen und biochemischen Methoden (Expressionsanalysen, Proteinanalysen, FACS, ELISA etc.)

Nach einer initialen und intensiven methodischen Einarbeitung folgt eine selbstständige Arbeit innerhalb der gegebenen Fragestellung. In der Arbeitsgruppe findet ein wöchentliches Laborseminar statt, in dem die Ergebnisse besprochen und diskutiert werden.

Zeitraum: ca. 8 - 12 Monate, ab sofort

Interessenten/innen melden sich bitte bei:
PD Dr. René Thieme
Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie
Zentrales Forschungsgebäude, Liebigstraße 19
Telefon: 0341 - 97 20809
E-Mail:  rene.thieme@medizin.uni-leipzig.de