Sphingolipide

Die Entdeckung der Sphingolipide geht ins Jahre 1884 zurück, als der Arzt J.L.W. Thudichum zum ersten Mal diese Substanz aus menschlichem Gehirn isolierte. Wie die Anlehnung an die Sphinx aus der griechischen Mythologie andeutet, hat die Aufklärung der Struktur dieser Lipide Thudichum vor ein großes Rätsel gestellt. Heute kennt man nicht nur die Strukturen dieser Lipidklasse, vielmehr weiß man auch, dass Sphingolipide an vielen physiologischen und pathophysiologischen, biologischen Prozessen beteiligt sind. Im Gegensatz zu den auf Glycerol aufbauenden Lipiden leiten sich die Sphingolipide von dem ungesättigten Aminoalkohol Sphingosin ab.

Noch vor 15 Jahren wurden Sphingolipide nahezu ausschließlich für strukturelle Bestandteile der Zellmembran gehalten. Zwischen 1990 und 1995 kam es jedoch zu einem Paradigmenwechsel: Es konnte nachgewiesen werden, dass Sphingolipide wie Ceramid, Sphingosin und Sphingosin-1-phosphat zentrale biologische Mediatoren darstellen, die zelluläre Funktionen wie Zelltod, Zelldifferenzierung, Migration, aber auch Angio- und Embryogenese regulieren. Eine pathophysiologische Rolle von Sphingolipiden wurde bei ernährungsbedingten Erkrankungen, neurodegenerativen Erkrankungen (z. B. M. Alzheimer), ischämischen Gewebsschädigungen (z. B. Herzinfarkt, Schlaganfall), Atherosklerose, bakteriellen, viralen und parasitären Entzündungen, Sepsis, zystischer Fibrose, Tumorerkrankungen, Psoriasis, Glomerulosklerose und Autoimmunerkrankungen bereits nachgewiesen.

Eine Sonderstellung nimmt in der Forschung am Institut das Sphingosin -1-phosphat ein. Dieses Lipid wurde in der Arbeitsgruppe von Sarah Spiegel an der Georgetown University in Washington D.C. entdeckt. Der Lehrstuhlinhaber hat zu damaliger Zeit dort seine Postdoktorandenzeit verbracht. Heute weiss man, dass Sphingosin-1-phosphat für die Zirkulation von Lymphozyten in Lymphknoten, Lymphe und Plasma verantwortlich ist. Mit der Entdeckung von FTY720 als einem Pharmakon, das die Funktion von Sphingosin-1-phosphat imitiert, zeigte sich, dass die Modifikation des Sphingolipidstoffwechsels völlig neue Möglichkeiten der Immunsuppression bei Organtransplantationen sowie schweren autoaggressiven Krankheiten wie Multipler Sklerose oder rheumatoider Arthritis eröffnet.

Die Sphingolipidforschung am Lehrstuhl für Toxikologie hat die folgenden Ziele:

  • Charakterisierung grundlegender physiologischer und pathophysiologischer Regulationsmechanismen des Sphingolipid-Systems insbesondere bei ernährungsabhängigen Erkrankungen.
  • Translation grundlagenwissenschaftlicher Erkenntnisse zur zellulären Regulation und Funktion von Sphingolipiden in neue Therapiestrategien. Es werden neue Ansätze zur Behandlung von ernährungsbedingten Erkrankungen sowie der Manipulation des Immunsystems erarbeitet.
  • Identifizierung von Sphingolipid-Molekülen, die an pathophysiologischen Prozessen beteiligt sind. Daher stellen massenspektrometrische Untersuchungen im Bereich Sphingolipidomics ein wichtiges Forschungsthema am Lehrstuhl da.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Burkhard Kleuser