Forschung

Forschungsschwerpunkte: Signalwege bei der Fettspeicherung, NO/cGMP Signalkaskade und G Protein-gekoppelte Rezeptoren, microRNA, Adipositas-Therapie

Alexander Pfeifer ist ein deutscher Arzt für Pharmakologie und Toxikologie, der metabolische Erkrankungen, wie Adipositas und Diabetes, sowie neurodegenerative Prozesse erforscht. Sein Fokus liegt auf den verschiedenen Formen des Fettgewebes und der Frage, welche Signalwege an der Fettspeicherung beteiligt sind. Sein Ziel ist es, aus einem vertieften physiologischen Verständnis heraus Ansatzpunkte für neue Therapien abzuleiten.

Das Fettgewebe wirkt auf den ersten Blick homogen, ist aber hoch komplex. Anatomisch, histologisch und funktionell lässt es sich in zwei Kategorien unterteilen: weißes und braunes Fettgewebe (WAT bzw. BAT). WAT fungiert als Hauptreservoir für bioverfügbare Triacylglycerinmoleküle im Körper, während BAT Energie zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur abgibt und vor Kälte schützt. Charakteristisch für braunes Fettgewebe sind zahlreiche Mitochondrien, die ihm die braune Farbe verleihen. Im Gegensatz zu den bekannten Mitochondrien produzieren sie jedoch kein Adenosintriphosphat (ATP), sondern wandeln Zucker und Fett hauptsächlich in Wärme um. Ein zusätzliches Protein auf ihrer Zelloberfläche, das Uncoupling Protein 1 (UCP1), entkoppelt dabei die Atmungskette von der Energieproduktion.

Alexander Pfeifer hat verschiedene Ansatzpunkte gefunden, um die Fettspeicherung zu beeinflussen. Gemeinsam mit anderen Forschenden untersuchte er die Enzyme, die an der Lipolyse, der Fettspaltung, beteiligt sind. Das Team fand heraus, dass diese Lipolyse durch zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) reguliert wird, das an das Protein EPAC1 bindet. Durch EPAC1 entstehen verstärkt braune Fettzellen im weißen Fett, die als beige oder „brite“ (braun-weiß) Zellen bezeichnet werden und eine Option für einen pharmakologischen Eingriff in Fettspeicherung und

-verbrennung eröffnen. Eine Behandlung mit dem Purinnukleosid Inosin führt im Tierversuch ebenfalls zu Thermogenese und Umwandlung von weißen in braune Fettzellen.

Als weitere Möglichkeit für einen pharmakologischen Ansatz hat Alexander Pfeifer microRNAs (miRNAs) identifiziert. Diese kleinen, nicht codierenden RNA-Moleküle, bestehend aus etwa 20 bis 22 Nukleotiden, üben eine regulatorische Funktion bei der Differenzierung und Aktivierung von braunem Fett und der „Bräunung“ von weißem Fett aus.

Der Verlust von BAT während Adipositas und Alterung legt den Grundstein für erhebliche Gesundheitsprobleme, wie Insulinresistenz, Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Ein vertieftes Verständnis der Stoffwechselwege des unterschiedlichen Fettgewebes ist daher nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern auch klinisch-medizinisch und sozioökonomisch bedeutend.

Werdegang

• seit 2006 Professor sowie Direktor, Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Medizinische Fakultät, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 2002-2006 Professor für Molekulare Pharmakologie, Fakultät für Chemie und Pharmazie, Department Pharmazie, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München
• 1998-2001 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Salk Institute for Biological Studies, San Diego, USA
• 1998 Habilitation in Pharmakologie und Toxikologie, Technische Universität München (TUM)
• 1994 Approbation als Arzt, LMU München
• 1992 Promotion, TUM
• 1985-1991 Studium der Medizin, LMU München

Funktionen

• 2015-2016 Mitglied sowie Gutachter, Review-Panel „Physiology, pathophysiology and endocrinology“, European Research Council (ERC)
• 2009-2015 Mitglied, Ständige Kommission für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs, Hochschulrektorenkonferenz (HRK)
• seit 2007 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM)
• 2002-2006 Prodekan für Forschung, Fakultät für Chemie und Pharmazie, Department Pharmazie, LMU München

Projekte

• seit 2023 Leiter, Teilprojekt „Der Einfluss von perivaskulärem braunen Fettgewebe auf Aortenerkrankungen“, Transregio (TRR) 259, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2023 Leiter, Teilprojekt „Purinerger Crosstalk in thermogenen Fettgewebe – Regulation der Adenosin Freisetzung durch ENT1“, TRR 333, DFG
• seit 2022 Co-Leiter, Teilprojekt „Funktionelle Proteomik/Metabolomic/Lipidomic und Human Adipocyte Einheit “, TRR 333, DFG
• seit 2022 Co-Leiter, Teilprojekt „Regulation und Adaption von GPCR/AC/cAMP-abhängigen Signalwegen in braunem und beigem Fettgewebe“, TRR 333, DFG
• seit 2022 Co-Leiter, Teilprojekt „Interaktionen von Endothel und Adipozyten während der thermogenen Anpassung“, TRR 333, DFG
• seit 2021 Leiter, Teilprojekt „Die Rolle von zyklischen Nukleotiden bei der Regulation von Fettgewebe residenten myeloiden Zellen“, Sonderforschungsbereich (SFB) 1454, DFG
• 2019-2023 Co-Leiter, Teilprojekt „Extrazelluläre Vesikel und regulatorische RNAs als interzelluläre Messenger bei der Aortenklappenkalzifizierung“, TRR 259, DFG
• seit 2018 Leiter, Teilprojekt „Die räumlich-zeitliche Signatur des cAMP-Signalweges in braunen/beigen Adipozyten und die Interaktion mit dem Chemokin-Zytokin-Netzwerk“, SFB 1328, DFG
• 2016-2023 Leiter, Teilprojekt „Die Rolle des Gq-Signalwegs im braunen Fett“, Forschungsgruppe (FOR) 2372, DFG
• seit 2015 Leiter, Thematic Network Europe-Japan „Nanoparticles for biomedicine“, Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
• seit 2015 Sprecher, Pharma-Zentrum Bonn – Forschungszentrum für Innovative Arzneimittel und Pharmakotherapie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 2014-2017 Antragsteller, Projekt „Funktion der cGMP/PKGI Signalkaskade während der Osteogenese, und in Krankheitsmodellen“, DFG
• 2013-2022 Sprecher, Graduiertenkolleg (GRK) 1873 „Pharmakologie von 7TM-Rezeptoren und nachgeschalteten Signalwegen“, DFG
• 2013-2017 Antragsteller, Projekt „Regulation der Activin Receptor-like kinase 7 (ALK7) durch cGMP in Adipozyten“, DFG
• 2012-2016 Antragsteller, Teilprojekt „Common Resources“, FOR 917, DFG
• 2011-2015 Antragsteller, Projekt „The function of VASP in brown fat“, DFG
• seit 2010 Co-Sprecher, Bonn International Graduate School of Drug Sciences (BIGS DrugS), Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• seit 2009 Initiator und Sprecher, Bio-Pharma-Initiative „Neuroallianz Konsortium“, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• 2009-2016 Antragsteller, Teilprojekt „Magnetic nanoparticles assisted modulation of the vascular cGMP system“, FOR 917, DFG
• 2008-2013 Sprecher, BIGS DrugS, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 2006-2011 Sprecher, Pharma-Zentrum Bonn, Forschungszentrum für Innovative Arzneimittel und Pharmakotherapie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 2006 Gründungsdirektor, Pharma-Zentrum Bonn, Forschungszentrum für Innovative Arzneimittel und Pharmakotherapie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 2005-2015 Co-Antragsteller, Projekt „Entwicklung eines Ansatzes zur Therapie neurodegenerativer Erkrankungen auf Basis von RNA-Interferenz am Beispiel der Prionerkrankungen“, DFG
• 2005-2015 Co-Antragsteller, Projekt „Einsatz lentiviraler Vektoren für den Gentransfer in embryonale Stammzellen der Maus und für die Entwicklung transgener Tiermodelle“, DFG
• 2002-2007 Antragsteller, Projekt „Einsatz lentiviraler Vektoren für den Gentransfer in embryonale Stammzellen der Maus und für die Entwicklung transgener Tiermodelle“, DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2016 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2016 Neuroallianz-Publikationspreis, BMBF
• 2014 Neuroallianz-Publikationspreis, BMBF
• 1998 Heisenberg-Stipendium, DFG
• 1996 Prix Galien Germany, Galenus-von-Pergamon-Preis für experimentelle und klinische Pharmakologie, Springer Medizin Verlag GmbH, Berlin