Modellsystem Leberzelle
Die Leber ist eine hochkomplizierte biochemische Fabrik, die täglich über 10.000 Substanzen auf-, um- oder abbaut und den Körper mit lebenswichtigen Stoffen wie Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten versorgt. Für die vielfältigen Stoffwechselwege und ihre Steuerung sind in besonderem Maße die Hepatozytenzellen verantwortlich. Ihre Auswahl zum Modellsystem für systembiologische Untersuchungen erklärt sich aus den vielfältigen Aufgaben dieses Zelltyps und den sich daraus unmittelbar ableitenden Applikationsmöglichkeiten für die Medizin, die Pharmaforschung oder den Bereich Ernährung. Ein in silico Leberzelldesign kann zukünftig zu Zeit- und Kostenreduktion bei der Entwicklung von Medikamenten führen und die Zahl von Tierversuchen verringern.
Die Eigenschaften biologischer Systeme werden in datenbasierte mathematische Modelle der Dynamik übersetzt. Um biologische Vorgänge in Formeln gießen zu können, müssen die Wissenschaftler verschiedenste Abläufe innerhalb der Stoffwechselwege, Signalkaskaden und Regelkreise einer Leberzelle studieren und verzahnen. Erfolgreich ist dieses Vorgehen nur dann, wenn unterschiedlichste Disziplinen wie die Zellbiologie, die Biochemie, die Physik, das Ingenieurwesen und die theoretischen Biologie sehr eng kooperieren. Was die Zellbiologen und Biochemiker in ihren Experimenten herausfinden, das übersetzen die Physiker in Differentialgleichungen. Die Lösungen der Diffentialgleichungen wiederum müssen mit den Messergebnissen und Beobachtungen aus den Laborversuchen übereinstimmen. Auf diese Art ist es möglich, die Funktion der untersuchten Systeme wirklich zu verstehen.
Ende Januar 2009 wird HepatoSys erneut durch ein international besetztes Evaluierungsgremium geprüft. Diese Evaluation des Verbundes dient der Beurteilung des wissenschaftlichen Fortschritts. 2005 bescheinigten die externen Fachleute dem Kompetenznetzwerk in ihrem Resümee, daß die Unternehmung in ihrer Art weltweit einzigartig ist. Das wissenschaftliche Programm wurde als qualitativ hochwertig eingestuft und eine weitere Förderung empfohlen. Mit der Evaluation 2009 entscheidet sich, ob HepatoSys eine dritte dreijährige Förderperiode von 2010-2012 erhält.