Die KLS Summer School „Spatial Metabolomics in Complex Biological Systems“ (deutsch: „Räumliche Metabolomik in komplexen biologischen Systemen“) des Forschungsschwerpunkts Kiel Life Science (KLS) findet seit Montag an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) statt. Die Kieler Lebenswissenschaften bieten mehr als 30 Teilnehmenden aus Kiel, dem Bundesgebiet sowie von zahlreichen europäischen Forschungsstandorten eine intensive Weiterbildung auf einem hochaktuellen lebenswissenschaftlichen Feld an. Während der fünf Veranstaltungstage vermitteln führende Expertinnen und Experten den Nachwuchsforschenden neueste Entwicklungen in der räumlichen Metabolomik und Transkriptomik. Damit bietet KLS in diesem Jahr seine zweite Sommerschule zu Aspekten der räumlichen Biologie für den wissenschaftlichen Nachwuchs an.  


Mit dem Begriff Metabolomik bezeichnen Forschende die umfassende wissenschaftliche Erfassung und Analyse aller Stoffwechselprodukte in einem biologischen System. Die räumliche Metabolomik als neuartiges Feld ist eingebettet in das Gebiet der räumlichen Biologie, die mit aktuellsten technologischen Methoden biologische Moleküle, Zellen und Gewebe in ihrem natürlichen dreidimensionalen Kontext abbildet und analysiert. „Insgesamt wollen wir verstehen, wie die räumliche Position die Funktionen und Interaktionen dieser Strukturen beeinflusst und damit einen neuartigen und ganzheitlichen Blick auf biologische Prozesse gewinnen, sowohl in gesundem, als auch in krankem Zustand“, erklärt der Organisator der Veranstaltung Manuel Liebeke, Professor für Metabolomics an der CAU.  

 

Weiterbildung mit hochkarätiger internationaler Besetzung

In diesem Jahr kommen bei der KLS Summer School Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler von zahlreichen bundesweiten und internationalen Forschungsstandorten zusammen, darunter zum Beispiel Greifswald, Jena und Hannover, sowie Aarhus, Helsinki, Paris, Mailand und Barcelona. Neben hochkarätigen Plenarvorträgen von renommierten Forschenden werden ihnen insbesondere praktische Kurse geboten, die sie gezielt in verschiedenen innovativen Methoden der räumlichen Metabolomik weiterbilden. Das Team der Mentorinnen und Mentoren umfasst Professor Antton Alberdi Estibaritz und Dr. Nanna Bjarnholt von der Universität Kopenhagen, sowie Professor Peter Verhaert und Dr. Marco Giampa von der belgischen Universität Leuven.  


Auf Kieler Seite organisiert und trägt neben Liebeke die Expertin für räumliche Transkriptomik Dr. Joana Bernardes vom Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) der CAU und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, zentral zur Sommerschule bei. Bernardes und Liebeke sind zudem federführend im Kiel Spatial Biology Center (KSBC) im Rahmen von KLS aktiv, das sich an der CAU umfassend mit dem Feld der räumlichen Biologie beschäftigt. 
 

Innovative Methoden in der räumlichen Metabolomik

Die Veranstaltung ist in diesem Jahr in drei zentrale Themenbereiche unterteilt: Zunächst dreht es sich in Theorie und Praxis um Innovationen in der massenspektrometrischen Bildgebung (Mass Spectrometry Imaging, MSI): Bei dieser Kernmethode der modernen Metabolomik bleibt, anders als bei herkömmlichen Methoden, die Struktur des Gewebes erhalten, so dass eine räumliche Verortung der untersuchten Stoffe möglich wird. Die führende Expertin für räumliche Metabolomik bei Pflanzen, Nanna Bjarnholt, präsentiert chemische Bilder verschiedener Kulturpflanzen.

Weiterhin lernen die Teilnehmenden neueste Techniken in der sogenannten FFPE-Pathologie kennen: Damit sind Methoden zur Analyse von Geweben gemeint, bei denen Proben mit Formalin fixiert und in Paraffin eingebettet werden (Englisch: „Formalin-fixed, Paraffin-embedded“, FFPE). Diese Technik ermöglicht die langfristige Erhaltung der Gewebestruktur und der zellulären Details und ermöglicht daher deren räumliche Analyse in der Histopathologie.

Schließlich erhalten die Teilnehmenden wertvolle Einblicke in jüngste Entwicklungen in der räumlichen Transkriptomik: Diese moderne Methode erlaubt es, die Aktivität zahlreicher Gene an spezifischen Positionen innerhalb einer intakten Gewebeprobe zu bestimmen. Deren Moleküle lassen sich damit im räumlichen Kontext abbilden, was zum Beispiel ihre Platzierung relativ zueinander sichtbar macht und damit insgesamt neuartige Analysemöglichkeiten erlaubt.


„In der diesjährigen Ausgabe unserer Sommerschule konzentrieren wir uns auf innovative Methoden in der räumlichen Metabolomik. Als ein zentraler Bestandteil der räumlichen Biologie erlaubt sie die Bestimmung der genauen Position von Metaboliten und Lipiden direkt im intakten Gewebe. Damit können wir völlig neue biologische und medizinische Erkenntnisse gewinnen, etwa zum symbiotischen Zusammenspiel von Wirten und Mikroorganismen oder zu den Mechanismen der Krankheitsentstehung. An der CAU treiben wir diese Expertise im KSBC voran und möchten sie insbesondere in die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses einbringen und mit unseren internationalen Kooperationspartnerinnen und -partner teilen“, betont Liebeke.
  
„Wir freuen uns, in diesem Jahr erneut unsere Sommerschule zur räumlichen Biologie anbieten und damit diese erfolgreiche Initiative für Nachwuchsforschende in den Kieler Lebenswissenschaften weiterführen zu können. Mit einer ausgewogenen Mischung aus Vorträgen, praktischen Laborübungen und ausgiebigen Möglichkeiten zum Networking wollen wir den Teilnehmenden einen echten Mehrwert für erfolgreiche Karrierewege in Wissenschaft und Wirtschaft mitgeben. Gleichzeitig stärken wir mit dieser gemeinsamen Nachwuchsförderungen auch die Verbindungen zu unseren hiesigen und internationalen Partnerinstitutionen“, fasst der Sprecher des CAU-Forschungsschwerpunkts KLS, Professor Thomas Bosch zusammen.