Mitochondrien sind die „Kraftwerke“ in so gut wie jeder Zelle höherentwickelter Lebewesen. Innerhalb der Zelle bilden sie eine dynamische, miteinander verbundene Einheit – ein sogenanntes Kompartiment –, welches das bioenergetische, ionische und metabolische Gleichgewicht in der Zelle aufrechterhält. Darüber hinaus spielen Mitochondrien eine aktive Rolle im programmierten Zelltod und sie regulieren Signalwege bei Entzündungsreaktionen.
Wenn Mitochondrien nicht mehr wie üblich funktionieren, kann dies zur Alterung und zu Krankheiten wie Neurodegeneration, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs führen. Daher sind Qualitätskontrollmechanismen in der Zelle, die die korrekte Funktion der mitochondrialen Zellkompartimente aufrechterhalten, für die menschliche Gesundheit von entscheidender Bedeutung.
Sind Mitochondrien beschädigt, können sich diese – normalerweise lebenswichtigen Zellbestandteile – in zentrale Regulatoren des programmierten Zelltods verwandeln. Hierbei werden in den Mitochondrien-umschließenden Membranen Poren gebildet, die dazu führen, dass toxische, Zelltod-auslösende Moleküle ins Zellinnere freigesetzt werden. Folglich versucht die Zelle, beschädigte Mitochondrien zu entfernen.
Dazu kann sie die schadhaften Mitochondrien in sogenannte autophagosomale Membranen verpacken und dann anschließend abbauen, durch Verschmelzen mit speziellen anderen Zellbestandteilen – den sogenannten Endolysosomen. Dieser Abbauprozess wird als „Mitophagie“ bezeichnet.
Frühere Forschungsarbeiten von Prof. Brady haben grundlegend dazu beigetragen, in Herzmuskel- und Krebszellen spezifische Mechanismen der Mitophagie während des programmierten Zelltods aufzudecken und eine Überlebens-fördernde Rolle nachzuweisen. Ihre Forschungsgruppe an der Johns Hopkins University fand außerdem jüngst heraus, dass Endolysosomen während bestimmter Zelltodprogramme in Krebszellen auch direkt, ohne Mitwirkung von Autophagosomen, mit Mitochondrien in Kontakt treten und an der Zelltod-fördernden Perforierung der Mitochondrienmembranen teilnehmen.
Anne Brady zu den medizinischen Implikationen ihrer Forschung: „Eine detaillierte Beschreibung der direkten endolysosomalen Interaktionen mit dem mitochondrialen Zellkompartiment kann weitreichende Auswirkungen für unser Verständnis der vielfältigen Rollen der Mitochondrien für einen gesunden Organismus haben, vor allem aber auch für das Verständnis von Krankheiten, die durch geschädigte Mitochondrien ausgelöst oder zumindest begünstigt werden.“
An der HHU wird Prof. Brady ein Forschungsprogramm zur molekularen mitochondrialen Biologie und Stoffwechsel aufbauen, mit Schwerpunkt auf zelluläre Integrität erhaltender versus kompromittierender mitochondrialer Funktionen. Ein Fokus wird dabei auf der Weiterführung ihrer grundlegenden zellbiologischen Forschungsarbeiten liegen, zur Endolysosomen-vermittelten mitochondrialen Qualitätskontrolle und Regulation mitochondrialer Funktionen, wie insbesondere im Stoffwechsel, Zelltod und Entzündungsreaktionen.
Zur Person
Anne Brady, geb. Hamacher (geboren 1977 in Aachen), studierte Biologie an der RWTH Aachen (Diplom 2003). Dort promovierte sie auch 2006 im Bereich Zellbiologie mit der Arbeit „The interplay between pro-death and pro-survival pathways converging at mitochondria in myocardial ischemia/reperfusion: apoptosis meets autophagy“; die Forschungsarbeiten dazu hatte sie im Labor von Prof. Dr. Roberta Gottlieb am Scripps Research Institute in La Jolla in den USA durchgeführt.
Anschließend arbeitete Dr. Brady bis 2016 am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg, im Jahr 2012 übernahm sie dort die Leitung der Nachwuchsforschungsgruppe „Lysosomale Systembiologie“. 2016 wechselte sie an die Johns Hopkins University in Baltimore in den USA, wo sie zunächst am Department of Molecular Microbiology & Immunology und 2017 zusätzlich am Department of Biochemistry & Molecular Biology zur Assistant Professorin ernannt wurde. Seit dem 1. August 2021 ist sie W2-Professorin für Molekulare Mitochondriale Biologie und Metabolismus an der HHU.
Dr. Bradys Forschungsschwerpunkt sind die Mitochondrien – die Zellkraftwerke –, deren Funktion und auch krankheitsauslösenden Fehlfunktionen. Sie veröffentlichte bisher 36 Artikel als Erst- oder Koautorin in begutachtete Zeitschriften, darunter im Journal for Biological Chemistry, Cell Death & Differentiation, Developmental Cell, PNAS und den Scientific Advances. Unter anderem zeichnete sie 2012 das Bundesforschungsministerium im „Innovationswettbewerb Systembiologie“ aus und die Johns Hopkins University 2019 mit dem „Catalyst Award“.