Proteinbiomarker

Die AG Proteinbiomarker befasst sich mit der Identifizierung und Validierung von diagnostischen Proteinbiomarkern und therapeutischen Targets sowie mit der Entwicklung und Validierung von Single- und Multiplexassays zu deren Nachweis. Die Identifizierung der Biomarker erfolgt mittels geeigneter Multiomics-Strategien, insbesondere LC-MS, die Validierung mittels ELISA, Westernblot, Peptid- oder Beadarray (Luminex). Die Basis geeigneter immunchemischer Nachweisassays bilden hochaffine monoklonale Antikörper, die i.d.R. in der Arbeitsgruppe selbst entwickelt werden.

Prof. Dr. Stefan Kalkhof leitet neben der Arbeitsgruppe Proteinbiomarker auch  die Forschungsprofessur für instrumentelle Bioanalytik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg. Diese Synergie ermöglicht die Identifizierung und Charakterisierung relevanter Biomarker mittels massenspektrometricher Verfahren, welche dann in der Abteilung Therapievalidierung durch antikörperbasierte Verfahren validiert und für den klinischen Einsatz vorbereitet werden können. 

LowAllergen/FoodAllergen – Nachweis von pflanzlichen allergenen Proteinstrukturen mit anschließender Modifikation und der Testung der erfolgreichen Allergenreduktion durch analytische Methoden

Die Häufigkeit der Neuerkrankungen an Nahrungsmittelallergien (Inzidenz) nimmt weltweit zu. Gleichzeitig ist ein Anstieg von nicht-konventionellen Nahrungsmittelzutaten vor allem auf pflanzlicher Basis zu verzeichnen, der dem modernen Trend der ressourcenbewussten Ernährung folgt. Beachtung findet dieser Trend aber auch in Europäischen Richtlinien, die den Verbraucher auf das Allergierisiko aufmerksam machen sollen und vor Folgen der Allergie schützen sollen (LMIV). Das hat zur Folge, dass der Bedarf an verlässlichen Methoden zur Analytik von allergenen Bestandteilen an sich und an Technologien zur Reduktion der entsprechenden allergenen Bestandteile in den letzten Jahren enorm gewachsen ist.

Das Projekt »LowAllergen« und dessen Folge-Projekt »FoodAllergen« beschäftigen sich mit allergenen Lebensmittelzutaten auf pflanzlicher Basis. Ein Teilprojekt zielt auf die Veränderung von Proteinen insoweit ab, dass deren allergenes Potenzial verringert werden soll. Die Voraussetzung dafür sind innovative Technologien zur Modifikation von Proteinen, die in unserem Partner-Institut Fraunhofer IVV entwickelt werden. Im Rahmen des Projekts ist die AG Proteinbiomarker für die Entwicklung antikörperbasierter Testsysteme verantwortlich, die eine quantitative Analyse der allergenen Bestandteile an sich, und nach Anwendung der zu entwickelnden Verfahren, des noch vorhandenen allergenen Potenzials ermöglichen. So konnte im Projekt »LowAllergen« am Beispiel Soja eine Verminderung allergener Komponenten durch Anwendung bestimmter Mikroorganismen in Fermentationsprozessen und Hydrolyse unter Hochdruckanwendung nachgewiesen werden. Im Projekt »FoodAllergen« sollen die Verfahren und Nachweise auf weitere pflanzliche Proteinzutaten ausgedehnt werden, um Technologien zu deren Modifikation und analytische Methoden zum Nachweis der erfolgreichen Allergenreduktion möglichst schnell in die Praxis überführen zu können.

Ansprechpartner
Dr. Elke Ueberham

Entwicklung und Nutzung neuer On-Farm-Verfahren zur Leistungsprüfung auf Gesundheitsstabilität und Fruchtbarkeit beim Deutschen Holstein Rind

Das Verbundprojekt beabsichtigt die Erschließung neuer innovativer Verfahren für die Leistungsprüfung bei Deutschen Holstein Rindern in den Merkmalskomplexen Fruchtbarkeit und Gesundheit, die auf den Zuchtbetrieben (On-Farm) zu erfassen sind. Dabei werden Schlüsselmerkmale erhoben, auf deren Grundlage entsprechende züchterische Verfahren etabliert werden. Projektziele sind die Ermittlung und züchterische Nutzung von Parametern der Fettmobilisationsdynamik, der weiblichen Fruchtbarkeit sowie Merkmale der Gesundheitsstabilität auf der Grundlage sowohl einer teilautomatisierten Infrarotbildanalyse zur Entzündungsindikation an Gliedmaßen und Euter sowie einer teilautomatisierten Bestimmung immunologischer Parameter in der Milch. Das Teilprojekt des Fraunhofer IZI umfasst die Auswahl immunologischer Parameter an 10 Tieren, der Validierung der ausgewählten immunologischen Parameter an einer Stichprobe von 100 Rindern sowie der Entwicklung und Validierung von Labortests für immunologische Parameter für die Massenuntersuchung und Feldvalidierung der Tests in 3 ausgewählten Betrieben. Inzwischen konnte ein zellulärer Biomarker (CD25 auf neutrophilen Granulozyten) und zwei Proteinbiomarker (Patent angemeldet) identifiziert und validiert werden. Für die beiden Proteinbiomarker wurden entsprechende Nachweisassays entwickelt, die sich derzeit in der Evaluierungsphase befinden.

Ansprechpartner
Anke Hoffmann, Dr. Jörg Lehmann

Abgeschlossene Projekte:

  • Projekt »Bronchialkarzinom« im Rahmen des BMBF-Programms »Innovative regionale Wachstumskerne«, Modul »WK Potenzial«

Immunoreactivity, sensory and physicochemical properties of fermented soy protein isolate
Meinlschmidt P, Ueberham E, Lehmann J, Schweiggert-Weisz U, Eisner P.
Food Chemistry. 2016 Aug 15;205:229-38.
doi: 10.1016/j.foodchem.2016.03.016. Epub 2016 Mar 8.

Combination of two epitope identification techniques enables the rational design of soy allergen Gly m 4 mutant
Havenith H, Kern K, Rautenberger P, Spiegel H, Szardenings M, Ueberham E, Lehmann J, Buntru M, Vogel S, Treudler R, Fischer R, Schillberg S.
Biotechnol J. 2016 Dec 1,
doi: 10.1002/biot.201600441. [Epub ahead of print]

 

High pressure processing assisted enzymatic hydrolysis - an innovative approach for the reduction of soy immunoreactivity.
Meinlschmidt P, Brode V, Sevenich R, Ueberham E, Schweiggert-Weisz U, Lehmann J, Rauh D, Knorr D, Eisner P.
Innovative Food Science and Emerging Technologies 2016 July 1
doi.org/10.1016/j.ifset.2016.06.022

 

Application of nonthermal technologies for the mitigation of soy immunoreactivity – pulsed ultraviolet light, -
irradiation, and nonthermal atmospheric plasma.
Meinlschmidt P, Ueberham E, Lehmann J, Reineke K, Schlüter O, Eisner P, Schweiggert-Weisz U, Knorr D.
Innovative Food Science and Emerging Technologies 2016

 

Increase of CD25 expression on bovine neutrophils correlates with disease severity in post-partum and early lactating dairy cows. 
Zoldan K, Moellmer T, Schneider J, Fueldner C, Knauer J, Lehmann J.
Dev Comp Immunol. 2014 Aug 11;47(2):254-263. doi: 10.1016/j.dci.2014.08.002. [Epub ahead of print]
PMID: 25106916

 

Co-transplantation of human hematopoietic stem cells and human breast cancer cells in NSG mice: a novel approach to generate tumor cell specific human antibodies.
Wege AK, Schmidt M, Ueberham E, Ponnath M, Ortmann O, Brockhoff G, Lehmann J.
MAbs. 2014 Jul-Aug;6(4):968-77. doi: 10.4161/mabs.29111. Epub 2014 May 8.
PMID: 24870377

 

Identification and evaluation of novel synovial tissue biomarkers in rheumatoid arthritis by laser scanning cytometry.
Fueldner C, Mittag A, Knauer J, Biskop M, Hepp P, Scholz R, Wagner U, Sack U, Emmrich F, Tárnok A, Lehmann J.
Arthritis Res Ther. 2012 Jan 17;14(1):R8. doi: 10.1186/ar3682.
PMID: 22251373