Leonhard Möckl besetzt Professur Nanooptische Bildgebung und forscht zu neuen Krebstherapien
An der Medizinischen Fakultät der FAU wurde die neue Professur Nanooptische Bildgebung eingerichtet. Seit 1. September 2024 wird diese durch Prof. Dr. Leonhard Möckl besetzt. Es handelt sich um die erste Professur, die in den Forschungsneubau CITABLE (Center for Immunotherapy, Biophysics & Digital Medicine) für das Deutsche Zentrum Immuntherapie (DZI) am Uniklinikum Erlangen einziehen wird. Das CITABLE entsteht bis Ende 2025 auf dem Forschungscampus Nord des Uniklinikums Erlangen.
Mit Licht gegen Krebs
„Die neue Professur ist im Kontext des Forschungsschwerpunkts Physik und Medizin in Erlangen angesiedelt, der in Deutschland einzigartig ist und gegenwärtig erheblich ausgebaut wird“, erklärt Prof. Dr. Markus F. Neurath, Dekan der Medizinischen Fakultät der FAU und einer der beiden Sprecher des DZI.
Von der Bedeutung dieses Schwerpunkts zeuge eindrucksvoll die Gründung des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin (MPZPM) sowie des CITABLE auf dem Forschungscampus Nord.
„Prof. Möckl bewegt sich zwischen Optik, Biochemie und Medizin und ist damit ein perfekter Kandidat, um das CITABLE mit Leben und vor allem mit innovativen Ansätzen zu füllen und die Wissenschaft in diesem Bereich entscheidend voranzubringen“, so Prof. Neurath.
Zuckerhülle beeinflusst Krebsentstehung und Immunantwort
Prof. Möckl und seine Forschungsgruppe wollen insbesondere die Rolle der Glycocalyx entschlüsseln. Dabei handelt es sich um eine Art Mantel, der alle Zellen umgibt. Dieser besteht aus verschiedenen, hochkomplexen Zuckerstrukturen und den daran gebundenen Eiweißen und Fettmolekülen. Die Glycocalyx ist also der erste Teil der Zelle, der mit der Umgebung interagiert, etwa mit anderen Zellen, Nährstoffen oder Krankheitserregern.
„Wir untersuchen das funktionale Wechselspiel von Zelle und Glycocalyx – also wie die Glycocalyx den Zustand der Zelle beeinflusst und wie dieser Mantel umgekehrt durch die Zelle beeinflusst wird“, sagt Leonhard Möckl. „Nachdem die Glycocalyx lange Zeit ein Schattendasein in der Forschung führte, wissen wir mittlerweile, dass sie eine wichtige Rolle in der Krebsentstehung und -progression spielt“, erläutert der Biophysiker. „So kann eine krankhaft veränderte Glycocalyx bei Krebszellen deren Überleben sichern. Zudem wirkt die Zuckerhülle als Sensor für mechanische Reize, die Tumorzellen bei der Invasion unterstützen.“
Um beispielsweise die Dicke und die molekulare Struktur der Glycocalyx zu untersuchen, nutzen die Forschenden um Leonhard Möckl verschiedene nanooptische Methoden, insbesondere die superhochauflösende Mikroskopie, die winzige biologische Strukturen auf der Nanometerebene abbilden kann.
„Es gibt erste Belege dafür, dass die Glycocalyx auch das Immunsystem reguliert“, so der Wissenschaftler weiter. „Sialinsäure, ein Bestandteil der Glycocalyx, hemmt Immunzellen, was normalerweise ein erwünschter Vorgang ist. Krebszellen können diesen Mechanismus jedoch einsetzen, um die Antwort des Immunsystems zu umgehen.
Neue therapeutische Ansätze zielen deshalb darauf ab, die Sialinsäure selektiv zu entfernen und damit die Immunantwort gegen Krebszellen zu verstärken.“ Seit 2020 forscht Leonhard Möckl als unabhängiger Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL). Bis zur Fertigstellung des CITABLE wird er mit seiner Forschungsgruppe „Physikalische Glycowissenschaften“ in den Laboren des MPL anzutreffen sein.
Krebs mithilfe von Licht bekämpfen
Wie lassen sich speziell entwickelte Wirkstoffe mit Licht so aktivieren, dass Krebszellen zerstört werden, ohne dabei gesundes Gewebe zu schädigen? Dies ist eine weitere Kernforschungsfrage von Leonhard Möckl. In diesem Zusammenhang befasst er sich vor allem intensiv mit der Entwicklung von Bisacylphosphanoxiden (BAPOs).
Werden BAPOs mit Licht in der passenden Wellenlänge angeregt, entstehen freie Radikale, die für Zellen giftig sind. „Aber erst die Kombination aus BAPOs und Licht ist für die Zellen tödlich, allein sind sowohl das Licht als auch die BAPOs harmlos“, macht Prof. Möckl deutlich.
Ziel ist es nun, die genauen Wirkmechanismen und Anregungsbedingungen von BAPOs weiter zu erforschen und die Substanzen gezielt auf bestimmte Tumorarten „abzurichten“. Langfristig sollen daraus neue Therapien für Krebspatientinnen und -patienten entstehen.
„Mit den zentralen Themen Krebs und Immunsystem fügt sich die neue Professur Nanooptische Bildgebung passgenau in die Ausrichtung des DZI ein, das sich der Erforschung und Entwicklung neuer Diagnostik- und Therapiemethoden bei onkologischen und chronisch-entzündlichen Erkrankungen verschrieben hat“, sagt Prof. Dr. med. univ. Georg Schett, Sprecher des DZI.
Das CITABLE, die baldige Heimat von Leonhard Möckl und seinem Team, entsteht derzeit in unmittelbarer Nähe zum Internistischen Zentrum und damit zur Patientenversorgung. Über einen Skywalk werden beide Gebäude miteinander verbunden.
„Diese bauliche Verbindung unterstreicht die Translation, also die schnelle Übertragung von Forschungsergebnissen vom Labor in die Klinik“, betont Prof. Neurath. „Unsere Patientinnen und Patienten werden als Erste von den neuen Erkenntnissen von Prof. Möckl und seinem Team und allen anderen, die noch in den Forschungsneubau einziehen, profitieren.“
Werdegang von Leonhard Möckl
Von 2008 bis 2013 studierte Leonhard Möckl Chemie und Biochemie an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Während des Masterstudiums begann er seine Promotion unter der Betreuung von Christoph Bräuchle und Thisbe K. Lindhorst und wurde 2015 mit einer Arbeit zur biophysikalischen Relevanz der Glycocalyx promoviert. Es folgten vier Jahre als Postdoctoral Researcher an der Stanford University in den Gruppen von W. E. Moerner und Carolyn Bertozzi, wo Leonhard Möckl erste Untersuchungen der Glycocalyx mithilfe superhochauflösender Einzelmolekülmikroskopie durchführte.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Leonhard Möckl
Professur für Nanooptische Bildgebung
Tel.: 09131/7133115
leonhard.moeckl@fau.de