Dr. Herbert Schiller

Systemmedizin chronischer Lungenkrankheiten: Mit Proteomik biologischen Regenerationsvorgängen auf der Spur

Toxische Partikel, Infektionen, chronische Entzündungsreaktionen und Krebserkrankungen bedrohen die Atemwege. Dr. Herbert Schiller und sein Team wollen wissen, wie unser Lungengewebe nach erfolgter Schädigung heilt und wie sich Krebsmetastasen in der Lunge etablieren. Sein Ziel: neue Ansätze für die Behandlung finden.

Dr. Herbert Schiller
Dr. Herbert Schiller. Foto: Helmholtz Zentrum München

Fehlerhafte Reparaturmechanismen können bei vielen chronischen Krankheiten zur Fibrose (Vernarbung) des Gewebes und dadurch zu Beeinträchtigungen der Funktion verschiedener Organe führen. „Fibrotische Erkrankungen wie die Lungenfibrose, Leberfibrose, oder Arteriosklerose sind direkt oder indirekt an mindestens 40 Prozent aller Todesfälle beteiligt. Ähnliche molekulare Prozesse wie in der Entstehung der Fibrose scheinen interessanterweise auch für die Bildung von Krebsmetastasen wichtig zu sein“, erläutert Dr. Herbert Schiller. Er leitet die Nachwuchsgruppe „Systemmedizin chronischer Lungenkrankheiten“ am Comprehensive Pneumology Center (CPC) des Helmholtz Zentrums München und am Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL).

„Entzündungs- und Heilungsprozesse verstehen“

Schiller: „Da es zurzeit kaum kausale Therapien gegen die Fibrose gibt, wollen wir verstehen, wie Entzündungs- und Heilungsprozesse in verschiedenen Organen ablaufen.“ Mit seiner Nachwuchsgruppe erforscht er das komplexe Zusammenspiel molekularer Systeme und spezialisierter Zelltypen mit unterschiedlichen analytischen Methoden. „Neueste Methoden der Massenspektrometrie können wir zum Beispiel verwenden, um die genaue Menge, die Art der chemischen Modifikationen und die Interaktionen von Proteinen im Gewebe zu bestimmen“, sagt Schiller. Sein Fokus liegt auf Proteinen der extrazellulären Matrix, die eine entscheidende Rolle für das Verhalten von Zellen spielen. Er plant, spezifische molekulare Parameter genau zu quantifizieren und mit biologischen Prozessen, wie der Geweberegeneration oder Krebsmetastasierung in Korrelation zu bringen. „Am CPC ist es möglich, unseren translationalen Forschungsansatz sowohl an verschiedenen Tiermodellen als auch über Proben von Patienten mit chronischen Lungenkrankheiten weiter zu entwickeln und in das Gesamtkonzept des DZL einzubetten“ Schillers Ziel: Molekulare Schalter zu identifizieren, die den Krankheitsverlauf fibrotischer Erkrankungen potentiell entscheidend beeinflussen können. „Wir wollen unsere Hypothesen mit funktionellen Tests im Tiermodell überprüfen und dadurch neue Ansätze für die Behandlung von Patienten entwickeln“, erklärt Schiller.  

Sternstunden der Proteomik

Mit zellbiologischen Aspekten befasste sich Schiller bereits als Postdoc bei Prof. Dr. Reinhard Fässler am Martinsrieder Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB), einem der führenden Experten für extrazelluläre Matrix- und Zelladhäsionsforschung: „Es war mir in dieser Zeit möglich, grundsätzliche Fragestellungen zur Rolle von mechanischen Kräften auf Zellen und der Funktion von Integrin-Rezeptoren mechanistisch zu untersuchen. Mit neuesten Methoden der Massenspektrometrie konnte ich dabei auch erstmals dynamische Veränderungen in Zelladhäsionskontakten systembiologisch charakterisieren.“ Besonders hatte es ihm das damals noch recht neue Feld der Proteomik angetan. Schiller forschte weitere drei Jahre in der Abteilung von Prof. Dr. Matthias Mann am MPIB, einem der weltweit meistzitierten Wissenschaftler und  Proteomik-Pionier. „Das exzellente Umfeld am MPIB ermöglichte es mir, ein interdisziplinäres Forschungsprofil aufzubauen." Dazu gehörten auch Projekte mit Prof. Dr. Oliver Eickelberg, dem Direktor des CPC, wo Herbert Schiller nun seine unabhängige Nachwuchsgruppe leitet.

Weitere Informationen

Schiller HB et al., Time- and compartment-resolved proteome profiling of the extracellular niche in lung injury and repair. Mol Syst Biol. 2015 Jul 14;11(7):819. doi: 10.15252/msb.20156123.

Schiller HB et al., β1- and αv-class integrins cooperate to regulate myosin II during rigidity sensing of fibronectin-based microenvironments. Nat Cell Biol. 2013 Jun;15(6):625-36. doi: 10.1038/ncb2747. Epub 2013 May 26.

Schiller HB et al., Quantitative proteomics of the integrin adhesome show a myosin II-dependent recruitment of LIM domain proteins. EMBO Rep. 2011 Mar;12(3):259-66. doi: 10.1038/embor.2011.5. Epub 2011 Feb 11.

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