Im Rahmen des  Wissenschaftspodcasts Adventskalender 2025 besprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp eine Reihe von Gewürzen, die traditionell in weihnachtlichen Speisen und Getränken verwendet werden. Hans-Dieter stellt dafür kurz ein Gewürzkuchenrezept vor, dass er von seiner Mutter bekommen hat. Neben den üblichen Kuchenzutaten kommen dabei Anis, Nelke, Muskat, Zimt und Kardamom in den Teig.

Anschließend erinnert sich Bernd gern an seine Studienzeit, da er Zimtaldehyd, wie es im Zimt vorkommt, als eine der ersten Substanzen im organischen Praktikum herstellen durfte und es so bei ihm das ganze Semester nach Weihnachten roch. Abschließend beschreibt Hans-Dieter noch Terpinylacetat und Cineol aus Kardamom und freut sich darüber, dass seine Mutter auch dieses Gewürz in den Kuchen gegeben hat, da der Kuchen durch den Kardamom bekömmlicher wird.

Wir hoffen, ihr habt beim Hören dieser Episode genauso viel Spaß wie wir bei der Aufnahme, und wir würden uns freuen, euch auch in unseren weiteren Episoden begrüßen zu dürfen. Empfehlt uns gern weiter.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

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In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Dr. Markus Barden vom  Leibniz-Institut für Immuntherapie am Universitätsklinikum Regensburg. Markus Barden ist Postdoc in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hinrich Abken und forscht im Bereich der genetischen Immuntherapie, insbesondere daran, wie CAR-T-Zellen ihre Zielstrukturen noch präziser erkennen können.

Zu Beginn erklärt Markus, was eine CAR-T-Zelle ausmacht, wie T-Zellen Zielstrukturen identifizieren und welche Reaktionen darauf folgen. Er beschreibt die Entwicklung der CAR-T-Zelltechnologie von der ersten Generation bis hin zu den aktuellen Konstrukten der vierten Generation, den sogenannten TRUCKs. Diese werden am LIT entwickelt und in die klinische Anwendung überführt. TRUCKs können nicht nur Tumorzellen erkennen und eliminieren, sondern zusätzlich Zytokine freisetzen, um weitere Immunzellen zu rekrutieren, die die Krebsbekämpfung unterstützen.

Abschließend besprechen Markus und Bernd, wie neue CAR-T- oder TRUCK-Konstrukte für die Therapie solider Tumore den Weg vom Labor über die Produktion bis in die klinische Anwendung finden.

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Wir danken Dr. Markus Barden für seine Zeit und die wertvollen Einblicke in sein Forschungsgebiet.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Vitamine.

Zunächst besprechen sie Vitamin B₁, auch bekannt als Thiamin. Dabei erklärt Hans-Dieter Höltje ausführlich den Pyruvatdehydrogenase-Komplex und beschreibt detailliert die drei Schritte dieses Enzyms sowie die Rolle des Thiamins im aktiven Zentrum. Er zeigt, wie der aus Pyruvat entstehende Hydroxyethylrest zunächst in einen Acetylrest umgewandelt wird, der anschließend auf eine Liponsäure und schließlich auf Coenzym A übertragen wird.

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Pyruvatdehydrogenase-Komplex – Wikipedia Artikel

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In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Dr. Dr. Roland Schelker, dem Leiter  der Translationsgruppe T-Cell Fitness am Leibniz-Institut für Immuntherapie am Universitätsklinikum Regensburg.

Dabei geht Roland zunächst auf die verschiedenen Arten von Immunzellen ein und beschreibt deren jeweilige Aufgaben im Rahmen der Immunabwehr. Besonderes Augenmerk legt er auf die Entwicklung der T-Zellen. Roland erläutert die genetischen Hintergründe der Ausdifferenzierung von T-Zellen und beschreibt den Weg von der T-Stammzelle über die T-Gedächtniszelle bzw. zur T-Effektorzelle.

Im Verlauf der Ausdifferenzierung verändern sich die Eigenschaften der einzelnen T-Zelltypen deutlich, was sich auf ihre Fitness und damit auf ihre Lebensdauer auswirkt. Während T-Effektorzellen aufgrund ihrer starken Beanspruchung oft nur eine Lebensdauer von wenigen Stunden bis Tagen haben, können T-Stammzellen bzw. T-Gedächtniszellen mehrere Jahre überleben. Diese Langlebigkeit macht sie besonders interessant für die T-Zell-Immuntherapie.

In der Arbeitsgruppe von Roland wird daher untersucht, wie sich die Differenzierung hin zu langlebigen T-Zellen auch bei CAR-T-Zellen gezielt fördern lässt und wie man diese Zellen für therapeutische Anwendungen effektiv aus einem Präparat selektieren kann, um verschiedene Therapieansätze weiter zu verbessern.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Wir danken Dr. Dr. Roland Schelcker für seine Zeit und die wertvollen Einblicke in sein Forschungsgebiet.

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Diese Episode wurde am 28.06.2025 im Rahmen der Lange Nacht der Wissenschaften in Berlin aufgenommen. Dafür trafen sich Bernd Rupp, Dr. Sigrid Milles und Prof. Dr. Ralf Schülein vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) auf einer Bühne im MDC.C, um live über zwei Themen zu sprechen: „Depressionen und antidepressive Therapien“ sowie „Die faszinierende Welt intrinsisch unstrukturierter Proteine“.

In der ersten Hälfte spricht Bernd mit Ralf über Depressionen. Nach einer kurzen Definition und einem Überblick darüber, wie Depressionen diagnostiziert werden, gehen die beiden auf die chemischen Prozesse im Gehirn ein und erläutern, wie die Wirkungsweise gängiger Antidepressiva erklärt wird. Darüber hinaus erklärt Ralf die aktuellen Fortschritte bei der Verwendung von Ketamin und Psilocybin zur Behandlung von bisher therapieresistenten Depressionen. Anschließend beantwortet er Fragen aus dem Publikum und geht dabei unter anderem auf den Einsatz von Psilocybin und Johanniskraut in der Behandlung von Depressionen ein.

In der zweiten Hälfte kommt Sigrid hinzu und stellt vor, was intrinsisch unstrukturierte Proteine sind. Sie erklärt die Rolle dieser Proteinklasse bei der Clathrin-vermittelten Endozytose und wie ihre Forschungsgruppe deren Funktion untersucht.

Zum Abschluss berichtet Sigrid noch, wie sie dazu kam, sich ausgerechnet mit intrinsisch unstrukturierten Proteinen zu beschäftigen.

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Dr. Sigrid Milles – Homepage

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In dieser Episode führen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp in die Wirkstoffklasse der ATP-Citrat-Lyase-Inhibitoren ein, die zur Behandlung von Hypercholesterinämie und zur Senkung erhöhter Blutfettwerte eingesetzt wird.

Zuvor stellt Hans-Dieter den Zusammenhang zwischen PPARalpha und PPARgamma her und erklärt, warum PPARα als Zielstruktur für Lipidsenker von Interesse ist, während Glitazone über PPARγ zur Senkung des Blutzuckerspiegels eingesetzt werden.

Anschließend erläutert Hans-Dieter die chemische Struktur der Bempedoinsäure sowie deren Aktivierung zu Bempedoinsäure-CoA, das die ATP-Citrat-Lyase hemmt. Dadurch wird die Synthese von Cholesterin und Fettsäuren in der Leber blockiert.

Zum Abschluss erklärt Bernd, was Allylalkohol mit Knoblauch zu tun hat und stellt Allylmethylsulfid vor, eine Substanz, die mitverantwortlich für den typischen Atemgeruch nach dem Verzehr von Knoblauch ist.

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In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Philipp Beckhove, dem Wissenschaftlichen Direktor des Leibniz-Instituts für Immuntherapie am Universitätsklinikum Regensburg. Dort leitet er die Abteilung Interventional Immunology.

Zu Beginn erklärt Prof. Beckhove die zentralen Bestandteile des Immunsystems – mit besonderem Fokus auf die verschiedenen Immunzellen und ihre jeweiligen Aufgaben. Neben den B-Lymphozyten stehen insbesondere die T-Lymphozyten im Mittelpunkt, da sie eine zentrale Rolle in seinen Forschungsarbeiten zur Immuntherapie gegen Krebs spielen.

Anschließend erläutert Prof. Beckhove die wichtigsten immuntherapeutischen Ansätze: Er beschreibt die Wirkweise von Checkpoint-Inhibitoren, gibt einen Überblick über den Stand der Forschung zu mRNA-basierten Krebsimpfstoffen und erklärt, wie sein Team CAR-T-Zellen im Kampf gegen Krebs einsetzt.

Zum Abschluss berichtet er von aktuellen Entdeckungen seiner Arbeitsgruppe – darunter die Entschlüsselung des SIK3-Mechanismus, der zur Identifikation einer neuen Wirkstoffklasse geführt hat. Zudem gibt er einen spannenden Einblick in die Entwicklung sogenannter TRUCKs (T cells Redirected for Universal Cytokine-mediated Killing) – einer neuen Generation von Immunzellen mit therapeutischem Zusatznutzen.

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Die Arbeitsgruppe von Herrn Beckhove beschäftigt sich derzeit mit einem neu entdeckten Gen, das an der Immunresistenz beteiligt ist – vergleichbar mit SIK3, jedoch mit dem besonderen Potenzial, auch in Immunzellen selbst exprimiert zu werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Gen als Payload in einem sogenannten TRUCK (T cells Redirected for Universal Cytokine Killing) gezielt zu nutzen.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Wirkstoffe zur Senkung des Cholesterinspiegels und der Triglyceridkonzentration im Blut.

Zu Beginn erläutern sie die verschiedenen Transportformen von Lipiden im Blut sowie die Biosynthese von Cholesterin in Zellen, insbesondere in der Leber. Dabei gehen sie auf zentrale Zwischenprodukte und deren strukturelle Besonderheiten ein, um daraus die Angriffspunkte der wichtigsten Wirkstoffgruppen zur Lipidsenkung herzuleiten.

Im Fokus stehen insbesondere die Statine und Fibrate. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp beleuchten ihre historische Entwicklung und chemischen Strukturen. Anhand eines detaillierten Strukturvergleichs von Lovastatin und HMG-CoA zeigt Hans-Dieter, welche Molekülteile für die selektive Bindung an die HMG-CoA-Reduktase entscheidend sind und wie strukturelle Variationen die Bindungsaffinität beeinflussen können.

Zum Abschluss kündigt Bernd das Live-Podcasting-Event zur Langen Nacht der Wissenschaften 2025 in Berlin an. Dort werden sie gemeinsam mit Sigrid Milles und Ralf Schülein spannende wissenschaftliche Themen besprechen – etwa intrinsisch unstrukturierte Proteine und aktuelle Ansätze in der Therapie von Depressionen. Wir freuen uns auf euren Besuch!

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Dimethylallylol – Wikipedia Artikel

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Wirkstoffe zur Behandlung von Herzkrankheiten wie Herzinsuffizienz und Angina Pectoris.

Zunächst befassen sie sich mit den herzwirksamen Glykosiden und den Phosphodiesterase-Hemmern. Diese Substanzen erhöhen die Kalziumionenkonzentration in den Herzmuskelzellen, was zu einer verbesserten Kontraktionskraft führt. Besonders bei den Cardenoliden wird nicht nur deren chemische Struktur, sondern auch ihr natürliches Vorkommen beleuchtet. Zudem erklären sie, warum Digitoxin im Vergleich zu Digoxin eine deutlich unterschiedliche therapeutische Breite aufweist.

Im zweiten Teil der Episode stehen die sogenannten NO-Pharmaka im Fokus – Substanzen, die nach der Einnahme leicht Stickstoffmonoxid (NO) freisetzen. Hans-Dieter geht dabei auf Alkylnitrate und Sydnone ein, während Bernd die Alkynitrite bespricht, die heutzutage jedoch nicht mehr in der Therapie eingesetzt werden.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über die komplexen Mechanismen zur Steuerung der Blutgerinnung.

Hans-Dieter erläutert die zentralen Wirkprinzipien der Thrombozytenaggregationshemmer, darunter die Hemmung der Cyclooxygenase-1 (COX-1), ADP-Rezeptor-Antagonisten und die Blockade des Glykoprotein-2b/3a-Komplexes.

Bei den Antikoagulantien werden sowohl indirekte Mechanismen wie die Hemmung der Vitamin-K-Epoxid-Reduktase durch Cumarinderivate wie Warfarin und Phenprocoumon als auch direkte Mechanismen vorgestellt. Letztere umfassen die Hemmung von Thrombin durch Hirudin, ein natürliches Peptid aus dem Speichel von Blutegeln. Zudem wird erklärt, wie aus natürlichen Peptiden wie Hirudin (65 Aminosäuren) und Bivalirudin (20 Aminosäuren) durch gezieltes Design kleine Moleküle wie  Melagatran entwickelt werden. Diese Peptidmimetika ahmen die für die Thrombin-Interaktion essenziellen Aminosäuren nach und ermöglichen eine präzise Hemmung.

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