Deep Dive Bayreuth #7 Polymere als Transportsystem

00:00:04: Diebdive Bayreuth, der Podcast, wer unter die Oberfläche der Forschung an der UBT schaut mit Jennifer Opel.

00:00:11: Hallo und herzlich willkommen zu DiebDiveBayreuth!

00:00:15: Heute Folge Nummer sieben und dabei sitzen wir heute zum ersten Mal eine Junioprofessorin gegenüber.

00:00:22: was genau eine Junio-Professor ist das wird es uns bestimmt noch erzählen.

00:00:25: aber vor allem frage ich mich Und was geht's heute eigentlich?

00:00:30: Wir beschäftigen uns bei uns in der Arbeitsgruppe mit Polymeren.

00:00:34: Da kann man normalerweise nicht ganz so viel mit anfangen, den meisten Leuten sind Polymere aus dem Alltag bekannt und wir nennen die normalerweise Kunststoffe, kennen sie zum Beispiel von den Tragetaschen, die jetzt mittlerweile so verpönt sind oder von den Gehäusern von unseren Computern, von unseren Mobiltelefonen

00:00:51: etc.,

00:00:53: wo man Polymera aber auch finden kann ist investriger Lösung.

00:00:56: Und bei uns in der Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns ganz viel mit Polymeren, die wasserlöslich sind.

00:01:02: So was findet man zum Beispiel in Seifen oder in Shampoos und wir versuchen diese Polymere zu optimieren und dadurch die Eigenschaften so einzustellen dass sie total ungiftig sind und nützlich werden können zb im Bereich der Medizin oder auch im Bereich Der Kosmetik.

00:01:22: Okay jetzt hast du gerade gesagt ... in wässriger Lösung.

00:01:26: Du hast dann Shampoo als Beispiel genannt, da geht es jetzt nicht um Mikroplastik im Sinne von... Es ist irgendwo drin aber da nicht vorgesehen sondern... Also ihr macht die Polymäre da rein in eure wässrige Lösung.

00:01:36: oder wie kann ich mir das vorstellen?

00:01:38: Genau, also Mikroplastik hat sich ja auch so ein bisschen als Negativpunkt der Plastik- oder Polymerforschung durchgesetzt.

00:01:46: Der Unterschied ist Mikro-Plastik sind feste Partikel, die ungewollt sich überall befinden, also zum Beispiel im Boden oder im Wasser.

00:01:54: und die Polymiere, die wir machen, die sind wirklich wasserlöslich.

00:01:58: So wie man sich das von einer Seife vorstellt Salz und die werden wirklich ins Wasser gegeben, um dort einen Zweck zu erfüllen.

00:02:08: Also sie sind dafür vorgesehen.

00:02:09: Also gewünschte Plastik quasi?

00:02:11: Gewünschtes Plastikanwasser genau!

00:02:13: Dann würde ich sagen stelle ich doch mal noch ein bisschen vor wo kommst du her überhaupt?

00:02:18: wer bist du eigentlich?

00:02:19: Ja, gerne.

00:02:20: Danke schön!

00:02:20: Mein Name ist Michael Eiske.

00:02:22: Ursprünglich komme ich ganz hoch aus dem Norden von hier aus gesehen.

00:02:26: Ich komme aus Delmenhorst.

00:02:27: das ist eine kleine Stadt in der Nähe von Bremen bin dort aufgewachsen und habe dann an der Uni in Oldenburg gleich um die Ecke studiert einen Bachelor in Biologie und Chemie ursprünglich mal mit dem Ziel, Lehrerin zu werden.

00:02:39: Dass ich dann während des Studiums relativ schnell verworfen habe und dann für mein Masterstudium ganz dringend mal woanders hin wollte und bin dann nach Jena gezogen.

00:02:49: Ich habe an der Friedrich-Schiller-Universität studiert, chemische Biologie und da hab' ich das erste Mal Kontakt zu Polymeren in der Forschung bekommen und bin gleich für meine Doktorarbeit da geblieben und habe promoviert in der makromolekularen Chemie, also in der Polymerforschung.

00:03:06: Damit war ich dann im Jahr zwei Tausend Achtzehn fertig.

00:03:08: Und danach sind wir – meinen Partner und ich – nach Australien gezogen zum Postdoc nach Melbourne.

00:03:16: Da war ich dem Institut für Pharmacie und Pharmakologie von der Monarch University und hab da drei Jahre lang gearbeitet und geforscht auf dem Gebiet der Polymärchemie mit dem Ziel der pharmazeutischen Anwendungen.

00:03:30: Und nach drei Jahren, von denen zwei Jahre die Corona-Krise waren, sind wir dann zurück.

00:03:37: Nach Europa gekommen Ende zwanzig einundzwanzig und sind nach Belgien gezogen, nach Ghent wo ich dann wieder am Institut für Makromolekulare Chemie war noch einen zweiten Postdoc gemacht habe und bin dann seit dem ersten Dezember zwanzich zweinzwanziger in der Uni Bayreuth als Juniorprofessorin für nachhaltige funktionale Polymer Systeme und hat mittlerweile eine ganz freundliche Arbeitsgruppe.

00:04:01: Kannst du kurz erklären, was ist der Unterschied zwischen einer Junior-Professur und einer normalen Professor?

00:04:06: Eine Junior- Professur ist quasi eine Professur auf Probe.

00:04:10: das ist extra geschaffen worden für junge Menschen die gerade kurz nach der Promotion stehen also vielleicht schon so ne Postdoc Phase gemacht haben schon ein bisschen Eigenständigkeit zeigen konnten und auf den Weg dieser Professor geschickt werden können.

00:04:26: Historisch in Deutschland hat man habilitiert, habilitation sagt einem ja vielleicht so ein bisschen was?

00:04:32: Das ist ein Alternativweg zur Habilitation.

00:04:35: Man bekommt dann diese Junior-Professur für sechs Jahre... Das sind normalerweise drei plus drei Jahre.

00:04:42: Ist dafür gedacht, dass man quasi lernt Professor zu werden und wenn man dann alles gut gemacht hat, wird man häufig am Ende dann auch Professor.

00:04:52: also die Stelle, die ich habe das nennt sich eine Tenure Track Professur.

00:04:55: da werde ich nach drei und sechs Jahren evaluiert und wenn alles gut geht bin ich dann nach sechs Jahren richtige Professorin.

00:05:02: Aber du bist ja jetzt schon Professorin Und was bringt das?

00:05:07: Ziel der Forschung meiner Arbeitsgruppe ist eigentlich, Polymere für pharmazeutische oder biomedizinische Anwendungen zu entwickeln.

00:05:16: Wir haben uns da als ... Es klingt ein bisschen blöd aber als Modellkrankheit uns dem Krebs gewidmet.

00:05:23: Tumore und Krebszellen, die unterscheiden sich von gewöhnlichen Zellen sehr stark dar, Tumoren normalerweise sehr schnell wachsen müssen.

00:05:31: das heißt sie haben einen hohen Stoffwechsel Und dieser Stoffwechsel beginnt, dass sie viele Zucker aufnehmen müssen.

00:05:38: Viele Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine damit dieser Tumor sehr schnell wachsen kann Und dadurch sind natürlich die Krebszellen an sich unterschiedlich zu gesunden Zellen und das wollen wir nutzen.

00:05:52: Wir versuchen unsere Polymäre so herzustellen, dass sie entweder vor allem Aminosäuren in ihrer Struktur tragen ähnlich zu Proteinen, die man ja auch der Natur kennt eventuell Und dadurch von Krebszellen erkannt werden können und spezifisch mit diesen Krebszen antagieren können, um dann Wirkstoffe dahin bringen zu können.

00:06:16: So wenig wie möglich Wirkstoffe an den falschen Ort bringen also wirklich so gut es geht nur den Krebs zu adressieren.

00:06:25: Das Wichtige für uns ist hier dass wir Unsere Polymäre vom Design so herstellen, dass es so einfach wie möglich ist.

00:06:32: So das man sowas in großen Mengen herstellen könnte und das auch reproduzieren kann um dann eben auch eine pharmazeutische Anwendung mittel- oder langfristig gewährleisten zu können.

00:06:44: Das heißt also die Krebstelle ist eigentlich nur ein Mittel zum Zweck in eurer Forschung als ihr forscht nicht direkt am Krebs sondern ihr nutzt dieses schnelle Wachstum um eure Polymiere zu testen.

00:06:56: Genau, für uns ist es ein Modell das wir quasi ausnutzen können um unsere Polymere zu testen.

00:07:03: Wenn's funktioniert dann wäre es aber auch eine Anwendung die möglich wäre.

00:07:08: da bräuchte man dann aber einen Mediziner der sich dann wirklich da auskennt.

00:07:11: Aber für uns es erst mal Modell aber die Anwendungen wären natürlich auch sehr spannend.

00:07:16: Du sprichst von der pharmazeutischen Arbeit?

00:07:19: Ja arbeitet jetzt nicht mit Medikamenten sondern Mit was genau für Stoffen arbeitet ihr denn dann?

00:07:24: Also wir arbeiten schon auch mit Medikamenten, wenn man sich das so vorstellen möchte.

00:07:29: Das Polymer stelle ich mir vor wie ein Transportsystem als hätte ich eine ganz kleine Kapsel die meinen Wirkstoff an den richtigen Ort bringen soll.

00:07:42: Wir reden da häufig von Wirkstoffen, also wenn man im Bereich der Krebsforschung ist dann sind das einfach häufig Sachen die sind giftig weil sie sollen ja den Krebs umbringen.

00:07:50: Das heißt diese Wirkstoffe werden an das Polymer gebunden und verändern dann im Optimalfall die Eigenschaften des Polymers nicht.

00:07:59: Also das Polymeer kann immer noch vermehrt mit der Krebstelle interagieren und können dann diesen Wirkstock in die Krebszelle bringen.

00:08:07: Ihr forscht jetzt daran, wie ihr das richtig transportiert.

00:08:11: Was ist denn das übergeordnete Ziel?

00:08:13: Also du hast es halt gesagt bei uns seit Jahrzehnte und zweiundzwanzig.

00:08:17: Ich habe dir so einen Rahmenplan, wo ihr sagt bis zum Jahrzehrzehntausende.

00:08:20: Dreizig.

00:08:20: möchten wir das und das geschafft haben?

00:08:22: oder gibt's irgendeine Zierrichtung in die es geht?

00:08:24: Also die Zielrichtung ist eigentlich schwierig.

00:08:28: Es hat natürlich ein übergeordnetes Ziel, also die Polymäre mit denen wir uns beschäftigen, die basieren auf natürlichen Rohstoffe den Aminosäuren und das übergeordnete Ziel ist eigentlich herauszufinden wie wir diese Aminos säuren sinnvoll in Polymere einbinden können um Spezifitäten zu bestimmten Organ oder Geweben zu erwirken.

00:08:52: Und habt ihr da jetzt schon so einen Zwischenziel erreicht?

00:08:54: Kannst du mir ganz schwer gerade vorstellen, wie das dann in der Praxis aussieht.

00:08:58: Ihr müsst ja irgendwie... Fahrplan haben.

00:09:00: Genau, wir haben einen Fahrplan.

00:09:01: der wird häufig bedingt durch Projektanträge die ich mal gestellt habe wo ich mir ja überlegt habe was sinnvoll sein könnte wenn man so ein Polimer sich vorzustellen ist meistens relativ schwierig.

00:09:13: Wir stellen uns das einfach mal vor wie so eine ganz lange Kette.

00:09:16: Kette besteht aus so kleinen Kügelchen wie so ne Perlenkette und an jedem Kügelchen hängt so ein bisschen etwas dran.

00:09:21: Das sind die Seitenketten.

00:09:22: nennen wir dass Und das in unserer Minusäuren.

00:09:25: Was wir momentan erforschen es noch wirklich sehr Grundlagenforschung ist, welche Aminosäuren muss ich sinnvoll in dieser Seitenkante einbauen um eigentlich diese Spezifitäten zu erwirken.

00:09:38: Wenn man einfach mal bei Wikipedia nach Aminosäusern sucht dann sieht man schon da gibt es Massen an Aminosäuren.

00:09:44: Und je nachdem, was wir in unser Polymer einbauen können ganz leichte Änderungen dieser Seitenketten durch die Aminos Bäume wirklich schon drastische Effekte haben auf diese Spezifitäten, die wir zum Beispiel erwirken wollen.

00:09:57: und einen Projekt, an dem wir momentan arbeiten ist herauszufinden wie wir exakt diese Seitenkette modifizieren können oder müssen um Spezifitäten so gut es geht zu ermöglichen.

00:10:10: Das Projekt läuft jetzt seit, glaube ich, zwanzig, zweieinzwanzig?

00:10:14: Ich habe damit tatsächlich während meines Posts schon ein bisschen angefangen und läuft erst mal bis zwanzig, siebenzwanzig.

00:10:22: Das heißt wir sind da jetzt ungefähr auf der Mitte.

00:10:25: Und wir haben dazu mittlerweile glaube ich drei Publikationen, wo wir schon gesehen haben wie wir diese Seitenketten verändern müssen um diese Spezifitäten zu haben.

00:10:34: also wir arbeiten häufig mit Hydrophobicitäten.

00:10:39: Es ist ein Wort das man vielleicht mal erklären sollte?

00:10:42: Das bedeutet... Also hydrophobesubstanzen sind Substanzen die Wasser meiden, z.B.

00:10:48: Öle und Hydrophile-Substanzen sind Substanzen die sehr gut in Wasser löselig sind ja also zum Beispiel Salze.

00:10:56: Durch die Veränderungen der Seitenketten können wir unser Polymer in die eine oder andere Richtung drängen.

00:11:03: Und wir sehen, dass wenn wir da so ne ganz feine Schnittstelle treffen das wir ein Optimum finden also Polymere die sehr hydrophil sind also sehr wasserliebend die interagieren normalerweise mit nichts Was ja erstmal nicht schlecht ist weil die Interagieren mit nichts ungewünschten Aber die interagieren halt auch sehr, sehr wenig mit den gewünschten Stellen.

00:11:25: Wenn wir unsere Polymere Hydrophobemachen also die Wasserlöslichkeit schlechter machen – aber die sind immer noch löslich, aber ein bisschen schlechter wasserlöslich -, dann können wir die Interaktion mit anderen Hydrophoben-Komponenten im Körper erhöhen.

00:11:40: Hydrophobekomponentinnen im Körper sind zum Beispiel die Membranen an der Oberfläche von unserer Zelle oder Proteine, die wir im Blut haben.

00:11:48: Das heißt, wir können dann Wechselwirkungen triggern und wenn wir zu Hydrophob werden sind wir entweder nicht mehr wassalöslich Oder wir sind noch wasslöslich, aber es interagiert auf einmal mit allem.

00:12:00: Und wir versuchen wirklich diese Schnittstelle zu finden.

00:12:03: Das ist so ein bisschen wie das Suchen der Nade im Heuhaufen.

00:12:07: Also das ist wirklich so!

00:12:08: Aber wie sucht man denn dann da?

00:12:10: Also seid ihr da wirklich unter Mikroskop tätig oder ist das viel Berechnung am Computer und man probiert's dann einmal aus...

00:12:16: Es ist viel Hands-on, es ist leider viel Trial and Error.

00:12:20: Alles was so in Richtung Vorhersagen Data Prediction ist, ist leider noch nicht soweit auf dem Gebiet.

00:12:26: Wir sind vieler Mikroskop.

00:12:28: tatsächlich Das heißt die Polymere mit denen wir arbeiten, die kriegen den Farbstoff.

00:12:33: Wenn wir mit unseren Zellen im Labor arbeiten, dann geben wir die Polymer drauf.

00:12:37: Dann dürfen sie so ein bisschen miteinander spielen und danach nach einer bestimmten Zeit eine Stunde zwei Stunden, vierundzwanzig Stunden gucken wir uns die Zellen an und haben den Farbstoff aufgenommen.

00:12:50: Das Polymer selber können wir nicht sehen.

00:12:51: aber wir wissen ja der farbstoff ist am Polymer dran und wenn die zellen leuchten, dann wissen wir Polymer ist drin oder Polymeer ist dran in der Oberfläche Teil der biologischen Arbeit, die dahinter ist.

00:13:04: Die chemische Arbeit ist noch mal viel mehr.

00:13:07: aber alles was so dieses Proof of Concept uns bringen zu gucken ob unsere Polymere das machen wir eigentlich wollen ist viel visuell, viel Hands-on.

00:13:16: Jetzt hast du gerade schon einen biologisch und den chemischen Teil angesprochen.

00:13:20: fühlst du dich dann eher der... Biologier oder Chemie zugehörig.

00:13:23: Wir sind auch definitiv Chemiker, wir sind ein Chemieleerstuhl.

00:13:27: Unsere Expertise ist das Design die Synthese und die Charakterisierung dieser Polymäre was natürlich wichtig ist.

00:13:34: Wir müssen wissen welche Eigenschaften unsere Polymärre haben.

00:13:38: nur zu gucken interagieren sie oder interagiren die nicht bringt uns am Ende nichts weil wir wollen ja wissen warum interagiern die?

00:13:44: Das heißt der Großteil der Arbeit ist wirklich die Materialcharakterisierung auf einer physikochemischen Ebene Und dann kommt dazu so ein bisschen biologisch.

00:13:54: Also wir schauen uns dann ganz rudimentär an, wie Interaktionen stattfinden und wenn man was haben, was irgendwie vielversprechend ist, dann gehen wir das jemand anders, der sich besser auskennt.

00:14:05: Das sind wir aber im Campus auch gut vernetzen.

00:14:06: Wir haben ja viele Biologen da.

00:14:09: oder ich weiß nicht, arbeitet denn mit dem SFV Mikroplastik zusammen?

00:14:13: Also wir arbeiten auch dort mit, aber das geht in eine andere Richtung.

00:14:18: Dann würde ich mal sagen, kommen wir zum nächsten Themenbereich.

00:14:21: Ach und das ist spannend!

00:14:24: Ja, natürlich wenn man in Richtung Medizin und Pharmazie geht dann Krankheiten sind schrecklich.

00:14:29: Die möchten wir heilen.

00:14:30: also ich denke das ist so eine intrinsische Motivation die man hat muss aber auf der anderen Seite sagen Wir sind ja wie gesagt ein chemischer Lehrstuhl, wir synthesieren.

00:14:39: Das macht einfach unheimlich Spaß.

00:14:41: Ich möchte sehen was mit den Techniken die wir benutzen können möglich ist.

00:14:46: Also wir können sehen wie wir das Feld voranbringen können Mit der Zunge also wie gesagt Minosäuren, das sind eigentlich sehr kommerziell bekannte Moleküle.

00:14:57: Die kann man sehr gut kaufen, sie sind ja auch Ergänzungsmittel

00:15:01: etc.,

00:15:01: also jeder kann die kaufen.

00:15:03: und wir sehen wie wir mit so einfachen Bausteinen dieses Feld der Polymer-Synthese und auch der Anwendung in diesem pharmazeutischen Bereich, wie weit wir das vorantreiben können ohne eben Spezialchemikalien et cetera zu brauchen normalerweise nutzt.

00:15:22: Also es hat einen Grund, warum Medikamente eigentlich sehr teuer sind und ich möchte wissen wie weit können wir das quasi schieben?

00:15:31: Wir sind ja ein sehr großer Campus mittlerweile mit sieben Fakultäten.

00:15:36: Gibt's denn irgendein Bereich wo du sagst, mit denen würde ich mich eigentlich gerne mal austauschen zu meinem Fach, aber irgendwie kam es noch nie dazu?

00:15:44: Ja

00:15:45: also wir arbeiten eigentlich schon mit sehr vielen verschiedenen Bereichen zusammen von Materials.

00:15:52: Engineering und diesen ganzen AI-Sachen zur Bioprozesstechnik

00:15:56: etc.,

00:15:57: wo ich überhaupt noch keine Verbindungen hab, sind zu unserem Campus nach Kulmbach.

00:16:01: Und das ist für mich eigentlich mega spannend!

00:16:03: Das ist ja der Campus, der sich viel mit Life Science, Lebensmitteln et cetera natürlich beschäftigt.

00:16:09: Da ist eigentlich eine unglaublich große Schnittmenge aber dadurch dass es so weit weg ist habe ich noch nie irgendeinen Überlapp bekommen.

00:16:17: also falls mal jemand da ist können sie gerne bei mir vorbei kommen.

00:16:20: sitze im NW zwei.

00:16:22: Also diese Einladung gebe ich sehr gerne weiter und bedanke mich, dass du da warst.

00:16:26: Heute dir die Zeit genommen hast mit mir darüber zu sprechen was ihr so arbeitet.

00:16:31: Wenn es irgendwie Feedback gibt, gebt gerne eine E-Mail an www.pressestelle.unibyroid.de.

00:16:35: Ich leite es dann gegebenenfalls auch weiter.

00:16:37: Dankeschön!

00:16:38: Danke schön, dass ich hier sein durfte.

00:16:40: Diebdive Bayreuth ist ein Podcast der Pressestelle der Uni Bayreut.

00:16:43: Moderation Ton und Schnitt Jennifer Opel Sounds Audio Hub und Hörspielbox D Technische Support Theorino Logo und Social Media lügen Rinnig.