Virtuelle Leber

BMBF-Projekt

Modellierung des Einflusses von klassisch und alternativ aktivierten Makrophagen auf die Regulation von pro- und anti-apoptotischen Prozessen in Hepatozyten im Verlauf der LPS-induzierten Entzündungsreaktion.

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Beschreibung

 
 

Das Virtuelle Leber Netzwerk besteht aus 70 Forschergruppen aus ganz Deutschland mit dem gemeinsamen Ziel ein dynamisches Modell zu entwickeln, dass die Physiologie, Morphologie und Funktionen der Leber repräsentiert.

Am Institut für Systemdynamik beschäftigen wir uns mit der Modellierung der LPS-induzierten Entzündungsreaktion in der Leber. Lipopolysaccharid (LPS) ist ein Bestandteil der Zellwand von Gram-negativen Bakterien und löst im Menschen eine starke Immunreaktion wie Fieber oder septischer Schock aus. LPS wird von den Zellen des Immunsystems, den Makrophagen, sowie von weiteren Zelltypen in der Leber erkannt und induziert eine komplexe Reaktion.

Im vorliegenden Projekt war das Ziel die Reaktion der Makrophagen auf LPS modellbasiert zu beschreiben und dadurch besser zu verstehen. Es wurde sowohl ein umfassendes Boole'sches Modell, das die wichtigsten aktivierten Signalwege in Makrophagen enthält, als auch ein dynamisches Modell der Genexpression entwickelt. Im nächsten Schritt wurde der Einfluss der Entzündungsmediatoren, die die Makrohagen als Antwort auf LPS ausschütten, auf die Leberzellen, die Hepatozyten, untersucht mit speziellem Fokus auf die Interaktion mit den Zelltodsignalwegen.

Publikationen

  • J. Rex, A. Lutz, L. E. Faletti, U. Albrecht, M. Thomas, J. G. Bode, C. Borner, O. Sawodny, I. Merfort, “IL-1beta and TNFalpha differentially influence NF-kappaB activity and FasL-induced apoptosis in primary murine hepatocytes during LPS-induced inflammation”, Frontiers in Physiology, 2019, doi: 10.3389/fphys.2019.00117
  • J. Rex, U. Albrecht, C. Ehlting, M. Thomas, U. M. Zanger, O. Sawodny, D. Häussinger, M. Ederer, R. Feuer & J. G. Bode, “Model-Based Characterization of Inflammatory Gene Expression Patterns of Activated Macrophages”, PLoS Computational Biology, 2016, doi:10.1371/journal.pcbi.1005018
  • R. Feuer, S. Vlaic, J. Arlt, O. Sawodny, U. Dahmen, U. M. Zanger & M. Thomas, “LEMming: A Linear Error Model to Normalize Parallel Quantitative Real-Time PCR (qPCR) Data as an Alternative to Reference Gene Based Methods”, PLoS One, 10, 2015, doi:10.1371/journal.pone.0135852
  • A. Lutz, J. Sanwald, M. Thomas, R. Feuer, O. Sawodny, M. Ederer, C. Borner, M. Humar & I. Merfort, “Interleukin-1beta Enhances FasL-Induced Caspase-3/-7 Activity without Increasing Apoptosis in Primary Mouse Hepatocytes”, PLoS One, 9, pp. 1-27, 2014, doi:10.1371/journal.pone.0115603
  • R. Schlatter, N. Philippi, G. Wangorsch, R. Pick, O. Sawodny, C. Borner, J. Timmer, M. Ederer & T. Dandekar, “Integration of Boolean models exemplified on hepatocyte signal transduction”, Briefings in Bioinformatics, 13, pp. 365-376, 2011, doi:10.1093/bib/bbr065
  • R. Schlatter, K. Schmich, A. Lutz, J. Trefzger, O. Sawodny, M. Ederer & I. Merfort, “Modeling the TNFa-Induced Apoptosis Pathway in Hepatocytes”, PLoS One, 6, 2011, doi:10.1371/journal.pone.0018646
  • N. Philippi, D. Walter, R. Schlatter, K. S. Ferreira, M. Ederer, O. Sawodny, J. Timmer, C. Borner & T. Dandekar, “Modeling system states in liver cells: Survival, apoptosis and their modifications in response to viral infection”, BMC Systems Biology, 2009, doi:10.1186/1752-0509-3-97
  • R. Schlatter, H. Conzelmann, E. Gilles, O. Sawodny & T. Sauter, “Analysis of an apoptotic core model focused on experimental design using artifical data”, IET Systems Biology, 3, pp. 255-265, 2009, doi:10.1049/iet-syb.2008.0138
  • R. Schlatter, K. Schmich, I. A. Vizcarra, P. Scheurich, T. Sauter, C. Borner, M. Ederer, I. Merfort & O. Sawodny, “ON/OFF and Beyond - A Boolean Model of Apoptosis”, PLoS Computational Biology, 5, pp. e1000595, 2009, doi:10.1371/journal.pcbi.1000595
  • J. Sanwald, U. Albrecht, J. Wagenpfeil, M. Thomas, O. Sawodny, J. G. Bode & R. Feuer, “ Modeling the LPS-induced Effects on Transcription Factor Activation and Gene Expression in Murine Macrophages”, International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Milano, Italy, 2015, pp. 3989-3992, doi:10.1109/EMBC.2015.7319268
  • M. Ederer, R. Schlatter, J. Witt, R. Feuer, J. Bona-Lovasz, S. Henkel & O. Sawodny, “An Introduction to Kinetic, Constraint-Based and Boolean Modeling in Systems Biology”, IEEE Conference on Control Applications (CCA), Yokohama, Japan, 2010, pp. 129-134, doi:10.1109/CCA.2010.5611136
  • R. Schlatter, D. Knies, M. Ederer & O. Sawodny, “Analysis of Boolean Models using Quality Assurance Methods from Software Engineering”, IEEE Conference on Control Applications (CCA), Yokohama, Japan, 2010, pp. 518-523, doi:10.1109/CCA.2010.5611070

Projektpartner

Fördermittel

Die Finanzierung des Virtuellen Leber Netzwerks wird vom BMBF bereitgestellt und vom Projektträger Jülich (PtJ-BIO) koordiniert.

Kontakt

Dieses Bild zeigt Oliver Sawodny

Oliver Sawodny

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.

Sprecher des GRK 2543, Sprecher des SFB 1244

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