Forschung aktuell: Praktikum am Georg-Speyer-Haus in Frankfurt am Main

Grimmels-Schüler sammeln wertvolles Wissen im Bereich der Krebstherapie

Biologie als Life Science hat sich in ihrem Fachgebiet „Genetik und Gentechnik“ zu einem anwendungsorientierten, wissenschaftlich innovativen und wirtschaftlich relevanten Arbeitsfeld entwickelt. Um Schülerinnen und Schülern der Biologie-Oberstufenkurse Einblicke in Forschungseinrichtungen und deren aktuellste Methoden zu gewähren, besuchen Biologie-Kurse des Grimmelshausen-Gymnasiums seit 2017 eine Schülervorlesungsreihe am Institut für Tumorbiologie und experimentelle Therapie, dem GEORG-SPEYER-Haus, in Frankfurt am Main.

Forschungsrelevante Fragestellungen im Hinblick auf die Ursache, Diagnose und Therapieansätze von Krebserkrankungen wurden bei der zuletzt besuchten Auftaktveranstaltung am 25.02.2019 thematisiert und im anschließenden wissenschaftlichen Austausch diskutiert. Eine Besonderheit dieses in der Fachschaft Biologie etablierten MINT-Bausteins ist die Möglichkeit, sich auf eine Praktikumsstelle am GSH zu bewerben. Bereits seit 2017 haben insgesamt 5 Schülerinnen und Schüler diese Zusatzqualifikation im MINT-Bereich erlangt. Für hessische Schulen stehen insgesamt nur 20 Praktikumsplätze zur Verfügung. Den Anstoß für die Bewerbung gab aus Sicht der Schüler der Besuch der Vorlesung zum Thema „Krebsentstehung und aktuelle Therapieansätze“. Das Interesse an den Forschungsthemen war geweckt und die Schülergruppe des Biologie-Grundkurses von Franziska Wöll beschlossen an der von Februar bis März stattfindenden Schülervorlesungsreihe teilzunehmen. Antonella Ilickovic (Q2.7), Bela Schinke (Q2.5) und Nils Hermann (Q2.7) haben sich hierzu montags um 17.00 Uhr in der Frankfurter Uniklinik bzw. im Georg-Speyer-Haus eingefunden und brachten sich anschließend engagiert in die Diskussionsrunden ein. Dass die Auseinandersetzung mit den über die Fachinhalte des Unterrichts hinausgehenden Themen zum Teil in Englischer Fachsprache war, störte sie nicht. Anknüpfend an die im Praktikum gesammelten Erfahrungen in den internationalen Arbeitsgruppen konnten Berufsmöglichkeiten nach einem Studium von MINT-Fächern erfahrbar gemacht werden. Im Biologieunterricht berichteten sie von ihren Tätigkeiten während des Laborpraktikums.

Wir gratulieren den Schülerinnen und Schülern zu ihrer erfolgreichen Bewerbung.

 

Heilungschancen von HIV

Am Montag, den 15. April, begann unser viertägiges Schülerpraktikum am Georg-Speyer-Haus in Frankfurt am Main. Schon am Freitag zuvor erschienen meine zwei Mitschüler und ich zu einer Vorbereitungspräsentation, die uns Aufschluss darüber gab, in welcher Arbeitsgruppe wir vier Tage lang unsere Eindrücke sammeln durften. Während Nils Hermann und Bela Schinke gemeinsam in einer Arbeitsgruppe arbeiten durften, kam ich in die Arbeitsgruppe von Frau Dr. Dietrich, dessen Schwerpunkt hauptsächlich auf HIV und mögliche Heilungschancen lag. Ich beschäftige mich mit drei anderen Mitschülern einer anderen Schule größtenteils mit dem Nachweis des Chemokinrezeptors 5 (CCR 5), der von HI- Viren in der frühen Infektionsphase benutzt wird, um die Infektion im Körper zu etablieren. Um diesen Nachweis durchführen zu können, wurden am ersten Tag Blutproben entnommen, darunter meine und die meiner drei Gruppenmitglieder aber auch die von vier freiwilligen Probanden, sodass wir die DNA aus acht Blutproben isolieren konnten. Mit dieser isolierten DNA wurde es uns ermöglicht eine PCR durchzuführen und es war wirklich spannend, dass theoretisch erarbeitete Wissen aus dem Unterricht auch einmal praktisch anwenden zu dürfen. Die entstandenen PCR- Fragmente überprüften wir letztendlich im Agarosegel und führten somit eine klassische Gelelektrophorese durch. Die Gelelektrophorese sollte uns Aufschluss darüber geben, ob es unter den Blutproben Fälle gibt, bei denen eine Abwesenheit des CCR 5 Rezeptors vorhanden ist. Sofern diese Abwesenheit heterozygotisch veranlagt ist, besteht zwar die Möglichkeit sich mit HIV zu infizieren, aber der Krankheitsverlauf ist wesentlich langsamer (viele Jahre symptomlos und geringe Viruslast), sodass solche Personen als „long-term non-progressors“ bezeichnet werden können. Die Häufigkeit für den heterozygoten CCR 5 Genotypen beträgt in der Bevölkerung rund 16%, die des homozygoten Genotyps sogar nur rund 1%. Zur großen Freude des GSH zeigten die Ergebnisse unserer Gelelektrophorese, dass unter allen acht Blutproben eine Person mit der heterozygoten Mutation und sogar eine mit der homozygoten vorhanden war. Das Vorhandensein eines Homozygoten, war tatsächlich das aller erste Mal im Georg-Speyer-Haus und erfreute besonders unsere AG-Leiterin Frau Dr. Dietrich, die eigentlich schon seit einem Jahr pensionierte ist und nur noch für das Schülerpraktikum ihre Arbeit verlängerte. Am Donnerstag den 18. April stellten alle Arbeitsgruppen am frühen Nachmittag ihre Ergebnisse vor und erzählten aus ihren eigenen Erfahrungen.

Alles in allem war das Schülerpraktikum eine tolle Erfahrung und es hat wirklich sehr viel Spaß gemacht all das Wissen aus dem Biologie Unterricht auch mal in der Praxis anwenden zu dürfen und einen echten Laboralltag mitzuerleben. Ich bin sehr dankbar für diese Erfahrung und würde es allen zukünftigen Schülern unserer Schule empfehlen.

(Antonella Ilickovic, Q2.7)

 

Forschungsfeld Leukämie

Gemeinsam mit zwei weiteren Schülern bekam ich vom 14.3. bis zum 18.3.2019 die Möglichkeit an einem Schülerpraktikum des Georg Speyer Instituts teilzunehmen. Wir wurden dabei an diverse molekularbiologische Verfahren herangeführt und erhielten durch die anwesenden Forscher*innen einen Einblick in aktuelle Forschungsthemen. Forschungsgebiet meiner Laborgruppe war beispielsweise Leukämie und der Einfluss diverser Rezeptoren und Genprodukte auf das Fortschreiten dieser, wobei Mäuse als Modell genutzt wurden. Besonders interessant war, dass wir obwohl wir nur Basistechniken kennenlernten, in die Forschungsarbeit eingebunden wurden. So durften wir beispielsweise Mäuse genotypisieren, d.h. auf Knockout/Wildtyp-Gene überprüfen. Dafür mussten wir zuerst die DNA aus Biopsien (bei uns Ohrstanzen) extrahieren, dann die für uns interessanten Gensequenzen mittels einer PCR (Polymerase-chain-reaktion) amplifizieren (vervielfältigen) und anschließend unser Ergebnis durch eine Gelelektrophorese (Auftrennung der DNA-Fragmente) visualisieren. Durch unsere Auswertung kann man die Knockout- von den Wildtyp-Mäusen unterscheiden und so weitere Experimente planen.

Wir haben auch ein ganz ähnliches Verfahren, den Western Blot, kennengelernt, um die Präsenz bestimmter Proteine zu untersuchen.

Natürlich haben wir noch viel mehr gemacht, was ich jetzt aber nicht alles im Detail ausführen werde. Ich hatte über die (fast) Woche das Gefühl einen authentischen Eindruck in den Alltag als Biologe zu bekommen und möchte mich deshalb auch nochmal beim Georg Speyer Haus dafür bedanken, dass sie mir so ein tolles Praktikum ermöglicht haben. Dieses war für mich nämlich sehr lehrreich und hat mich in meiner Berufsorientierung stark vorangebracht. Besonders bedanken möchte ich mich bei unserem Betreuer Michael, der sich viel Zeit für uns genommen hat und maßgeblich für meine positiven Erfahrungen verantwortlich war.

(Bela Schinke Q2.5)

 

Forschungsfeld Leukämie

Ich verbrachte mein Praktikum in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Daniela Krause, die sich hauptsächlich mit der Erforschung von AML (Akute myeloische Leukämie) beschäftigt. Hierbei handelt es sich um eine maligne Erkrankung des blutbildenden Systems, speziell dem Teil, verantwortlich für die Bildung von Granulozyten, Monozyten, Erythrozyten und Megakaryozyten. Mithilfe von Labormäusen, werden die unterschiedlichen Wirkungen von bestimmten Genen auf die Leukämieerkrankung getestet.

Hier setzte nun unser Praktikum an: Wir genotypisierten Mäuse, um ihre Allel-Kombinationen zu ermitteln, also ob sie homozygot Wildtyp, heterozygot oder homozygot „mutiert“ waren. Dies erfolgt über das Verdauen einer DNA-Probe, eine PCR und einer abschließenden Gelelektrophorese. Erst mit den genauen Informationen über die Erbinformationen, lassen sich die Mäuse sinnvoll in weitere Experimente einbinden. Des Weiteren analysierten wir Proteine mit dem Western Blot Verfahren, fertigten eine Maxi-Prep an und halfen beim Säubern, der für die Forschung essentiellen Mäuseknochen. Auch der Austausch innerhalb der internationalen Forschungsgruppe, eröffnete nochmal ganz neue Perspektiven und gab beispielsweise Einblicke in die Bildungswege anderer Länder.  

In den vier Tagen, habe ich einen sehr authentischen Eindruck eines Laboralltags bekommen und wurde direkt in anfallende Arbeit mit eingebunden. Es hat mir sehr viel Spaß gemacht, aber mich auch in meiner Berufsorientierung bestärkt. An dieser Stelle noch einmal ein großes Dankeschön an das Georg-Speyer-Haus für diese Möglichkeit sowie an Michael Hauding, der uns über den Zeitraum betreute.  Insgesamt kann ich das Praktikum jedem weiterempfehlen, der die Forschung innerhalb einer Naturwissenschaft, als einen zukünftigen Beruf in Betracht zieht.

(Nils Herrmann Q2.7)