GerontoSys - Systembiologie für die Gesundheit im Alter
| Öffentliche Bekanntmachungen: | 2008 |
| Förderzeitraum: | 2009 - 2017 |
| Gesamtvolumen: | 47 Mio. EUR |
| Geförderte Projekte: | 8 Verbünde (2009 - 2014) 3 Forschungskerne (2009 - 2017) 3 Nachwuchsgruppen (2010 - 2016) mit insgesamt 54 Zuwendungsempfängern |
GERONTOSYS - Forschungskern: SyStaR - Molekulare System Biologie der verminderten Stammzellfunktion und Regeneration im Rahmen der Alterung
GERONTOSYS - Forschungskern: SyBACol : Kölner Verbund zur Systembiologie des Alterns
GERONTOSYS - Nachwuchsgruppe: CIRCAGE - Systembiologie der zellulären Alterung und der zirkadianen Uhr
1. Ziele des Förderschwerpunktes
Um das Phänomen „Altern“ verstehen zu können, ist es notwendig, das komplexe Zusammenspiel altersbedingter Prozesse über einen längeren Zeitraum zu erfassen. Diese Aufgabe erfordert interdisziplinäre Forschungsansätze wie die Systembiologie. Das Bundesforschungsministerium unterstützt daher mit der Fördermaßnahme GerontoSys systembiologische Projekte in der Alternsforschung. Ziel der Fördermaßnahme ist es, die Ursachen des Alterns und ihre Bedeutung für die Entstehung altersbedingter Krankheiten aufzuklären. Der systembiologische Forschungsansatz leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung verbesserter Präventionsmaßnahmen und Therapien für ältere Patientinnen und Patienten. Dadurch soll auch in Zukunft möglichst lange ein gesundes und damit selbstbestimmtes Leben gerade im fortgeschrittenen Alter ermöglicht werden. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des steigenden Durchschnittsalters der Bevölkerung in Deutschland und der damit verbundenen Zunahme chronischer Erkrankungen von großer Bedeutung.
Die Fördermaßnahme GerontoSys unterstützt wesentlich die Umsetzung der Ziele des Aktionsfeldes 1 „Gebündelte Erforschung von Volkskrankheiten“ und des Aktionsfeldes 2 „Individualisierte Medizin“ des Rahmenprogramms Gesundheitsforschung der Bundesregierung. Gefördert werden interdisziplinäre Verbundvorhaben, Nachwuchsgruppen und sogenannte Forschungskerne. Dies sind interdisziplinär organisierte Konsortien, deren Kernkompetenzen an einem Ort gebündelt sind. So soll insbesondere der regionale Wissenschaftsstandort gestärkt werden.
2. Stand der Fördermaßnahme
Im Rahmen der beiden Bekanntmachungen von 2008 und 2010 wurden insgesamt acht Verbundvorhaben, drei Nachwuchsgruppen und drei Forschungskerne zur Förderung ausgewählt. Zum Stichtag 1. Juli 2016 werden noch eine Nachwuchsgruppe sowie zwei Forschungskerne gefördert.
3. Geförderte Projekte
a) Kurzbeschreibungen der laufenden Projekte
Verbundprojekt „GERONTOSYS - Forschungskern: SyStaR - Molekulare System-Biologie der verminderten Stammzellfunktion und Regeneration im Rahmen der Alterung“
Das Verbundprojekt SyStaR beschäftigt sich mit molekularen
Mechanismen bei Stammzellen. Genauer gesagt ist das Hauptziel des
Forschungsverbundes, molekulare Mechanismen, die der altersabhängigen
Verminderung der Stammzellfunktion und der Regeneration zugrunde liegen,
systembiologisch und funktionell zu analysieren (SyStaR = systems
biology analysis of impaired stem cell function and regeneration during
aging).
Systemische molekulare Analysen sollen bei den Untersuchungen
mit mathematischen Analysen verbunden werden, um Modelle von
altersabhängigen Signalwegs-Veränderungen zu erstellen. Die
mathematischen Modelle werden dann in experimentellen Testsystemen
überprüft und diese Ergebnisse wiederum zur Optimierung des Modells
herangezogen. Durch diesen iterativen Prozess können Hauptsignalwege
identifiziert werden, die zur Alterung von Stammzellen und regenerativen
Geweben beitragen.
Im Verlauf des Vorhabens sollen zum einen neue Biomarker
entwickelt werden, welche die Regenerationsfähigkeit von Geweben im
Rahmen der menschlichen Alterung anzeigen. Gleichzeitig ist vorgesehen,
die Entwicklung von molekularen Therapien voranzutreiben, die die
Stammzellfunktion und die Regenerationsfähigkeit von alternden Geweben
verbessern. Beides kann zu einer Verbesserung der Therapie und des
Gesundheitszustandes im Alter beitragen.
Teilprojekt Ulm
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Universität Ulm |
Leiter: |
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Verbundprojekt „GERONTOSYS – Forschungskern: SyBACol: Kölner Verbund zur Systembiologie des Alterns“
Das Verbundprojekt SyBACol beschäftigt sich mit altersassoziierten Erkrankungen. Diese sind eine der größten Herausforderungen für das Gesundheits- und Sozialsystem der Zukunft. Jüngste Forschungsergebnisse haben verschiedene Faktoren identifiziert, deren Modulation sowohl die Lebenserwartung von Modellorganismen als auch das Auftreten typischer altersassoziierter Erkrankungen beeinflusst. Dadurch eröffnen sich Möglichkeiten, altersassoziierten Erkrankungen durch neue Therapien, die am Alterungsprozess selbst angreifen, vorzubeugen. Interventionen, die in Modellorganismen die Alterung verlangsamen, haben weitreichende und komplexe systemische Effekte, die sich mit klassischen biomedizinischen Studien nicht umfassend verstehen lassen und die somit der Vorhersage und der Modellierung entzogen sind. Das Ziel des Verbundprojektes SyBaCol ist es daher, die Dynamik der Alterung durch einen umfassenden, systembiologischen Ansatz besser zu verstehen und modellbasierte Vorhersagen zu ermöglichen.
Im Projektverlauf sollen Prozesse und Netzwerke systembiologisch analysiert werden, deren funktionelle Störung Alterung und altersassoziierte Erkrankungen begünstigen. Im Fokus stehen dabei zwei Projektgebiete. Das erste Projektgebiet umfasst die quantitative Modellierung von Signaltransduktionsnetzwerken, deren Einzelkomponenten die Lebenszeit von Modellorganismen regulieren. Im zweiten Projektgebiet wird die Kinetik des für die Lebenszeit-Regulation zentralen Insulin-Signalwegs quantitativ modelliert. Beide Areale sind inhaltlich und methodisch eng miteinander verzahnt.
Teilprojekt Köln I
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Universität zu Köln |
Leiter: |
Prof. Dr. Thomas Benzing |
Teilprojekt Köln II
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Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns |
Leiter: |
Dr. Adam Antebi |
Einzelprojekt „GERONTOSYS - Nachwuchsgruppe: CIRCAGE - Systembiologie der zellulären Alterung und der zirkadianen Uhr“
Das Nachwuchsgruppen-Projekt CIRCAGE beschäftigt sich mit
zikadianer Rhythmik. Ziel des Vorhabens ist es, ein systembiologisches
Modell zu entwickeln und zu validieren, um das Zusammenspiel zwischen
Alterungsprozessen und der zirkadianen Uhr näher analysieren und
mathematisch simulieren zun können.
Als Modellorganismus dient hier die Maus. Im Experiment werden
altersabhängige Microarray-Datensätze von Primärzellen (teilungsaktive
Fibroblasten, sowie überwiegend ruhenden Hepatozyten) junger und alter
Tiere in mathematischen Modellen verarbeitet. Hierdurch sollen sowohl
die Effekte der zellulären Alterung auf die zirkadiane Uhr quantitativ
auf Einzelzellebene analysiert als auch die Auswirkungen einer von
Alterungsprozessen betroffenen zirkadianen Uhr auf altersrelevante
zelluläre Signalwege untersucht werden.
Mit Hilfe des Projekts wird es möglich sein, einen ersten Plan
zur Umsetzung einer Chronotherapie zu etablieren und
chronotherapeutische Protokolle zu entwickeln. Diese sollen sowohl den
zirkadianen Rhythmus als auch das jeweilige Patientenalter in ein
Therapiekonzept mit einbeziehen. Vor allem für ältere Patienten werden
sich hieraus künftig Vorteile ergeben, da das ganze Studienkonzept auf
dem Alterungsprozess unter Berücksichtigung der zirkadianen Uhr basiert.
So könnten zukünftig altersspezifisch maßgeschneiderte und
kosteneffiziente Therapiekonzepte entstehen. Die im Projekt gewonnenen
Erkenntnisse können zudem dazu beitragen, das relativ junge Feld der
Chronotherapie nachhaltig durch eine anwendungsbezogene
Grundlagenforschung zu etablieren; gleichzeitig werden auch die
Voraussetzungen für eine medizinische Anwendbarkeit geschaffen. Das
Projekt bildet die Grundlage für zahlreiche weitere Studien zur
Chronotherapie, um alterspezifische Krankheiten, wie z.B. bestimmte
Tumorerkrankungen oder Gelenkrheumatismus, besser heilen zu können.
Teilprojekt Berlin
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Charité |
Leiter: |
Dr. Pål Westermark |