PD Dr. Roger Sandhoff
Im Rahmen unserer Arbeitsgruppe "Lipid-Pathobiochemie" untersuchen wir die endogenen und pathologischen Funktionen von Sphingolipiden. Sphingolipide sind eine komplexe Klasse von Membranlipiden (Ceramide, Cerebroside, Sphingomyeline, komplexe Glykosphingolipide, Ganglioside und Sulfatide), enthalten aber auch einige wichtige zusätzliche und intrazelluläre Signalmoleküle, wie z.B. Sphingosin-1-Phosphat. Sie werden durch kombinatorische Biochemie an den Membranen des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparates der Zellen gewonnen. Die zellinterne Expression verschiedener Enzyme erzeugt zellspezifische Sphingolipidmuster, die von der Zelldifferenzierung, der Zellaktivierung, aber auch der Zelltransformation, z. B. zu Krebszellen, abhängen.
Das Gangliosid GD2, ein Glykosphingolipid, wird beispielsweise recht selektiv auf verschiedenen Tumorzellen exprimiert und ist im Neuroblastom prominent und dient damit als Angriffspunkt für die Krebstherapie. Sphingolipide wiederum modulieren zelluläre Prozesse wie Proliferation, Art der Differenzierung oder Aktivierung und können auch das Potenzial von Tumorzellen zur Metastasierung beeinflussen. Obwohl sie in allen Zellen des Organismus vorkommen, können Sphingolipide ganz unterschiedliche Funktionen haben. Cerebroside und Sulfatide tragen zur Struktur der Myelinscheiden bei, während spezielle Ceramide für eine funktionelle lipidbasierte Hautbarriere unerlässlich sind, eine Barriere, die es uns ermöglicht, an Land zu leben.
Spezifische Ganglioside auf der Oberfläche von Axonen interagieren mit Lektinen der umgebenden Myelinscheiden und stabilisieren dadurch die Membran-Membran-Wechselwirkung. Andere Glykosphingolipide sind essentiell für die Struktur interzellulärer Brücken zwischen reifenden Spermatiden eines Klons. Innerhalb der Zellmembranen können Sphingolipide wie Ganglioside auch mit Zellmembranproteinen, einschließlich Signalrezeptoren, interagieren, indem sie deren Signalaktivität modulieren. Oder sie unterstützen die Endozytose, indem sie die Internalisierung von membrangebundenen Rezeptoren oder die Aufnahme von Verbindungen aus dem extrazellulären Raum regulieren.
Um die spezifische Zusammensetzung von Sphingolipiden in verschiedenen Versuchsmodellen und Tumorgeweben zu bestimmen, haben wir in unserem Labor chromatographische und massenspektrometrische Methoden entwickelt.
Ausgewählte Publikationen
Jennemann, R., M. Volz, R. C. Frias-Soler, A. Schulze, K. Richter, S. Kaden, and R. Sandhoff. 2024. Glucosylceramide Synthase Inhibition in Combination with Aripiprazole Sensitizes Hepatocellular Cancer Cells to Sorafenib and Doxorubicin. Int J Mol Sci 26.
Pilz, R., L. Opalka, A. Majcher, E. Grimm, L. Van Maldergem, S. Mihalceanu, K. Schakel, A. Enk, F. Aubin, A. C. Bursztejn, E. Brischoux-Boucher, J. Fischer, and R. Sandhoff. 2022. Formation of keto-type ceramides in palmoplantar keratoderma based on biallelic KDSR mutations in patients. Hum Mol Genet 31: 1105-1114.
Paret, C., A. Ustjanzew, S. Ersali, L. Seidmann, R. Jennemann, N. Ziegler, K. E. Malki, A. Russo, A. Wingerter, F. Ortmuller, A. Bornas, P. C. Wehling, A. Lepadatu, M. Ottenhausen, W. Roth, C. Sommer, B. Fliss, K. B. M. Frauenknecht, R. Sandhoff, and J. Faber. 2022. GD2 Expression in Medulloblastoma and Neuroblastoma for Personalized Immunotherapy: A Matter of Subtype. Cancers (Basel) 14.
Jennemann, R., M. Volz, F. Bestvater, C. Schmidt, K. Richter, S. Kaden, J. Müthing, H. J. Gröne, and R. Sandhoff. 2021. Blockade of Glycosphingolipid Synthesis Inhibits Cell Cycle and Spheroid Growth of Colon Cancer Cells In Vitro and Experimental Colon Cancer Incidence In Vivo. Int J Mol Sci 22.
von Gerichten, J., D. Lamprecht, L. Opalka, D. Soulard, C. Marsching, R. Pilz, V. Sencio, S. Herzer, B. Galy, V. Nordstrom, C. Hopf, H. J. Grone, F. Trottein, and R. Sandhoff. 2019. Bacterial immunogenic alpha-galactosylceramide identified in the murine large intestine: dependency on diet and inflammation. J Lipid Res 60: 1892-1904.
Team
Group Leader
PD Dr. Roger Sandhoff
Group Leader
Email: r.sandhoff(at)dkfz-heidelberg.de
Phone: +49 6221 42 1424
Scientists
Richard Jennemann
Scientist
Email: r.jennemann(at)dkfz-heidelberg.de
Phone: +49 6221 42 1424
Research Technicians
Martina Volz
Research Technician
Email: m.volz(at)dkfz-heidelberg.de
Phone: +49 6221 1808
Alumni
Aysu Basak Kök
PhD Student/PostDoc
Mariona Rabionet
PhD Student/PostDoc
Robert Engel (Pilz)
PhD Student/PostDoc