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Im Kleinsten gegen große Krankheiten

Mit der Weiterentwicklung des Center for Micro- and Nanochemistry and Engineering (Cµ) stärkt die Universität Siegen die medizinnahe Forschung mit (bio)chemischen Sensorik-Aspekten an der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät.

Die Ursachen für Erkrankungen sind in der Regel im mikroskopischen Bereich zu suchen. Kleinste Erreger und Organismen wie Viren, Bakterien oder Pilze haben starken Einfluss auf die Gesundheit des Menschen und können unterschiedlichste Krankheiten auslösen – wie die aktuelle Corona-Pandemie zeigt. Um Therapien zu ermöglichen, bedarf es schneller und zuverlässiger Diagnostik. Neben medizinischem Wissen spielen in der Diagnose von Krankheitserregern Verfahren und Materialien eine bedeutende Rolle. 

In diesem Bereich arbeitet das Center for Micro- and Nanochemistry and Engineering, kurz Cµ genannt, der Universität Siegen, neben weiteren interessanten Forschungsfeldern z.B. in der (Bio)Chemie. Das Forschungszentrum an der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät untersucht die Funktionsweise chemischer Prozesse im mikro- und nanoskopischen Bereich und auf Grenzflächen, also dem Bereich zwischen zwei verschiedenen Körpern oder Phasen. Hierzu werden Kompetenzen in den Bereichen Mikro- und Nanochemie, Sensorentwicklung und neue Materialien gebündelt. In dem Zentrum arbeiten Forschungsgruppen interdisziplinär zusammen, um neuartige Materialien, Methoden und integrierte Systeme für die Mikro- und Nanochemie zu entwickeln, die in der Diagnostik, etwa zum Nachweis von Bakterien- oder Pilzkontaminationen, eingesetzt werden können.

Diese Zusammenarbeit hat Erfolg: Forscherinnen und Forscher haben kürzlich die Bewilligung von Drittmitteln für mehrere medizinnahe Projekte im Bereich Detektion und Bekämpfung von Bakterien und antimikrobiellen Resistenzen erhalten. Der Gesamtumfang dieser Fördermittel beträgt rund 1,2 Millionen Euro für die Universität Siegen. Die ausnahmslos internationalen Kooperationsprojekte verdeutlichen die erfolgreiche Ausrichtung des Cμ und haben Anteil daran, Siegen als zentralen Knotenpunkt eines internationalen Forschungsnetzwerks unter Einbindung starker lokaler Partner zu etablieren. In der Region kooperieren die WissenschaftlerInnen dabei unter anderem mit der Firma ATTO-TEC und dem Diakonie Klinikum Jung-Stilling. In sämtlichen Projekten spielen die zentralen Zellbiologie- und Mikrobiologielabore des Cμ eine entscheidende Rolle. Die neuen Projekte zeigen die vielfältigen Ansätze des Forschungszentrums und bauen auf einer Reihe von medizinnahen Projekten auf, die von den Mitgliedern des Cμ durchgeführt werden. Seit April 2020 läuft ein zweijähriges NRW-Patentvalidierungsprojekt zur selektiven Trennung und Reinigung von Zellen (Partner: Diakonie Klinikum Jung-Stilling). Es ergänzt die bestehenden Aktivitäten, u.a. von Prof. Dr. Peter Haring Bolívar und Dr. Anna Katharina Wigger in der Terahertz-Forschung zur Detektion von DNA und Tumormarkern, wiederholt gefördert im DFG SPP-Programm „ESSENCE“ (Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences), dem Mukoviszidose-Projekt von Dr. Mareike Müller (Förderung durch die Christiane Herzog Stiftung), oder der Forschung von Prof. Dr. Ulrich Jonas zu Wundauflagen mit Wirkstoffdepot für effizientere Therapie chronischer Wunden (BMBF-Projekt Medistorplast). Die neu bewilligten Projekte haben einen gemeinsamen Fokus, der auf Sensorik und Materialien zur Detektion und Bekämpfung von Bakterien und antimikrobiellen Resistenzen gerichtet ist.

Am 1. Oktober 2020 ist das Marie Skłodowska-Curie Schulungsnetzwerk STIMULUS angelaufen. Projektpartner sind u.a. das Unternehmen ATTO-TEC und die Diakonie Südwestfalen. STIMULUS ist ein europäisches Projekt, das sich mit der Reduzierung von Infektionen im Zusammenhang mit der Gesundheitsversorgung befasst. Forschungsgegenstand sind hier intelligente Wundauflagen, mit denen bakterielle Infektionen erkannt und behandelt werden können, ohne die Wunde zu öffnen.

Zum 1. November 2020 startete das von Prof. Dr. Holger Schönherr koordinierte Projekt NAPARBA, das im Rahmen des Southeast Asia - Europe Joint Funding Scheme on Research and Innovation gefördert wird. Im Rahmen des Projektes wird die Nanopartikel-basierte Detektion Antibiotika-resistenter Bakterien erforscht. Projektpartner sind die Koç University in Istanbul (Türkei) und das Research Centre of Chemistry – LIPI (Indonesien).

Ebenfalls von Prof. Dr. Schönherr koordiniert wird das Vorhaben TARGET-THERAPY, das im Frühjahr 2021 anlaufen soll. Inhalt des Forschungsprojektes, an dem in Siegen Prof. Dr. Ulrich Jonas und Dr. Mareike Müller beteiligt sind, ist die zielgerichtete Bekämpfung krankheitsauslösender Bakterien in der Lunge durch photodynamische Therapie. Ziel ist es, die Behandlung von Infektionen mit dem von der WHO als gesundheitlich hoch kritisch eingestuften multiresistenten Erreger P. aeruginosa in Biofilmen in der Lunge signifikant zu verbessern. Gefördert wird es innerhalb der Maßnahme Deutsch-französische Kollaborationen zu antimikrobiellen Resistenzen vom ANR und BMBF. Die Projektpartner sind an der Medizinischen Fakultät der University of Brest (Frankreich) und der University of Reims Champagne Ardenne (Frankreich) tätig.

Darüber hinaus wird das Forschungszentrum auch von den Baumaßnahmen der Universität profitieren. Mittelfristig können nach der Fertigstellung des genehmigten Forschungs-Gebäudes INCYTE auf dem Campus Adolf-Reichwein-Straße weitere Kapazitäten an zentraler Stelle genutzt werden. Das ermöglicht anspruchsvolle Mikrochemie und Biologie Hand in Hand auf hohem Niveau. Das INCYTE-Gebäude soll den Planungen zufolge zukünftig einen Großteil der laborintensiven technisch aufwendigen Forschungsbereiche der Naturwissenschaftlich- Technischen Fakultät und das Gerätezentrum für Mikro- und Nanoanalytik (MNaF) beherbergen. Auf einer Nutzfläche von etwa 5.200 Quadratmetern sind in dem Gebäude unter anderem Präparations- und Syntheselabore, ein Reinraum für die Sensorentwicklung, Labore mit besonderen Schutzeinrichtungen für Bio- (Sensor-) Anwendungen und Laborflächen für die Großgeräte des MNaF vorgesehen.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Holger Schönherr
0271 740-2806 

schoenherr@chemie.uni-siegen.de