Die genetische Landkarte der gesunden menschlichen Haut

Die Haut, eines der größten und komplexesten Organe des menschlichen Körpers mit zahlreichen lebenswichtigen Funktionen, ist Thema dieses Projektes. Die Haut dient uns als Schutzbarriere vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise UV-Licht, Hitze, Kälte und dem Eindringen von Mikroorganismen oder mechanischen Einwirkungen. Sie bietet aber auch einen wichtigen immunologischen Schutz und ist ein Kontakt- und Sinnesorgan.

Vergleich verschiedener Zelltypen der Haut

Um ihre vielen Funktionen erfüllen zu können, besteht die Haut aus verschiedenen hoch spezialisierten Zelltypen, die in unterschiedlichen Schichten angeordnet sind.  Diese arbeiten in komplexer Art und Weise zusammen, um die Gewebshomöostase aufrecht zu erhalten. Die spezialisierten Zelltypen der Haut entwickeln sich durch schrittweise Differenzierung aus Haut-Stamzellen.

Um die Rolle jedes einzelnen Zelltyps sowie die Wechselwirkungen mit anderen Zelltypen innerhalb der gesunden Haut besser verstehen zu können, ist es wichtig, die Aktivität bestimmter Gene in den jeweiligen Zellen exakt zu kennen. Die Erkenntnisse über die gesunde Haut können in weiterer Folge dabei helfen, Erkrankungen der Haut besser zu verstehen und Therapieansätze für die Behandelung zu liefern.

Zusammenarbeit von WissenschaftlerInnen und SchülerInnen

Mit dieser Thematik werden sich die SchülerInnen der HTL Spengergasse gemeinsam mit Michael Mildner von der MeUni Wien zwei Jahre lang intensiv auseinandersetzen. Die jungen Leute werden dafür eng mit dem Hautforscher und seinem Team zusammenarbeiten.

Die WissenschaftlerInnen werden im Labor Untersuchungen verschiedener Zelltypen der Haut durchführen und dabei eine große Menge an Daten generieren. Die SchülerInnen werden als "BioinformatikerInnen" agieren: sie werden ihre Expertise in Informatik dazu nutzen, um eine Vektorgrafik der Haut zu entwickeln und die neuen Daten mit dieser zu verknüpfen.

Analyse im Labor

Michael Mildner wird mit seinem Forschungsteam verschiedene Zelltypen der gesunden menschlichen Haut miteinander vergleichen und ihr Transkriptom (die Gesamtheit der zu einem Zeitpunkt darin transkribierten RNA) analysieren. Dafür verwendet er so genannte Gene Chip Arrays, mit deren Hilfe gleichzeitig mehr als 25.000 humane mRNAs analysiert werden können. Neu an seiner Vorgehensweise ist, dass er verschiedene Hautzelltypen aus einem einzigen Spender bzw. einer einzigen Spenderin miteinander vergleichen möchte. Im Projekt werden Hautzellen von insgesamt 10 Spenderinnen verglichen.

Software-Entwicklung an der Schule

Die SchülerInnen werden mit der Forschergruppe mitarbeiten, wo dies möglich ist, und auch in deren Forschungslabors selbst experimentieren. In weiterer Folge werden sie dann dabei helfen, die große Menge an Daten, die mit den Experimenten generiert werden, bioinformatisch aufzuarbeiten. Die ProjektteilnehmerInnen werden im Laufe der zwei Projektjahre im Informatikunterricht ein Softwareprogramm entwickeln, das alle gewonnenen Gen-Daten der einzelnen Zelltypen in einer Datenbank speichert und mit einer Vektorgrafik der Haut verknüpft. Die von den SchülerInnen entwickelte Software wird durch eine NutzerInnenbefragung an der MedUni Wien evaluiert und anschließend als "Open Access" Programm uneingeschränkt WissenschaftlerInnen und anderen NutzerInnen zur Verfügung stehen.

Es ist geplant, die Ergebnisse des Projektes auch bei Tagungen, Konferenzen und öffentlichen Veranstaltungen zu präsentieren. 

Projektleitende Einrichtung:

• Medizinische Universität Wien                                                      Assoc. Prof. Priv.-Doz. Dr. Michael Mildner                Universitätsklinik für Dermatologie

Beteiligte Schule:

• HTL Spengergasse Wien                                                                 Klasse 4AHBGM                                                                     Fachbereich Biomedizin und Gesundheitstechnik

Wissenschaftlicher Kooperationspartner:

• Open Science - Lebenswissenschaften im Dialog

Projektstart: 1. September 2017

Projektende: 31. August 2019

Artikel erstellt am 06.09.2017 von AS