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SPP 2332:  Physik des Parasitismus

Fachliche Zuordnung Medizin
Bauwesen und Architektur
Biologie
Chemie
Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441960173
 
Parasitismus, die innige antagonistische Liaison zwischen zwei Spezies, fasziniert seit jeher Wissenschaftler aus den verschiedensten Disziplinen. Traditionell beschäftigte sich die Parasitologie vor allem mit organismischen Studien, während sich die heutige Parasitologie in immer größerer Tiefe auf medizinisch relevante zelluläre und molekulare Mechanismen konzentriert. Das DFG-Schwerpunktprogramm ‚Physik des Parasitismus‘ definiert eine neues Forschunsgfeld, nämlich die Physik der Wechselwirkung von Parasiten mit ihren Wirten. Diese Interaktion wird durch die Anatomie der Parasiten (Bauplan), die Physik ihrer Fortbewegung und die Mechanik ihrer Anheftung an Wirtsstrukturen gesteuert. Der Parasitismus hat sich viele Male entwickelt und daher gibt es zahlreiche konvergente Lösungen für die Herausforderung, wie man einen Wirt physisch kapern kann. Diese langen Perioden der Ko-Evolution haben Parasiten mit einem hohen Grad an Optimalität ausgestattet. Beispiele dafür sind parasitäre Werkzeuge wie Saugnäpfe und Schilde oder raffinierte Fortbewegungsvorrichtungen, die sowohl die Anheftung als auch die Navigation in verschiedenen Körperflüssigkeiten, in überfüllten und engen Räumen und in hochviskosen Umgebungen ermöglichen - und das oft mit überraschend hohen Geschwindigkeiten. Das Schwerpunktprogramm PoP untersucht die Physik des Parasitismus anhand einer Auswahl komplementärer und studierbarer Parasiten, die repräsentative Wirtsnischen besiedeln. Dazu gehören parasitäre Protisten wie Plasmodium, Toxoplasma und Trypanosoma, sowie metazoische Parasiten wie Schistosoma, Fasciola und Arthropoden. Wir sind dabei einen vergleichenden und quantitativen Rahmen für die physikalischen Zwänge und mechanischen Kräfte, die an den dynamischen Parasit-Wirt-Grenzflächen wirken, zu erarbeiten. Wir haben begonnen die Materialeigenschaften und die Mechanik der Parasiten in ihren Nischen zu messen, die physikalischen Grundlagen ihrer Fortbewegung aufzudecken und die mechanischen und physikalischen Grundlagen für ihre Anheftung zu bestimmen. Um diese Ziele zu erreichen, vereint das Schwerpunktprogramm in einzigartiger Weise Expertise aus der Parasitologie, der molekularen Zellbiologie, der experimentellen und theoretischen Physik, der Mathematik und der Simulationswissenschaft. Auf diese Weise hat ‚Physik des Parasitismus‘ in der ersten Förderphase ganz neue Erkenntnisse in der Physik und der Parasitologie gewonnen. Wir gehen davon aus, dass die Ergebnisse unserer interdisziplinären Arbeit neue Wege zur Bekämpfung von parasitären Krankheiten aufzeigen, die auf der Mechanobiologie basieren und gegen die sich wahrscheinlich keine Resistenzen entwickeln werden.
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