„Momentum“-Förderung der VolkswagenStiftung für Cornelia Monzel

Mit der "Momentum"-Förderung unterstützt die VolkswagenStiftung Professor*innen in einem frühen Karrierestadium dabei, ihre Forschung strategisch weiterzuentwickeln und neue Themen anzustoßen. Im April 2025 hat die Stiftung elf neue Projekte bewilligt, darunter auch ein Vorhaben einer neuberufenen Professorin der Universität Stuttgart: Prof. Cornelia Monzels Projekt „The Synthetic Immunological CAR-Synapse - Defining molecular benchmarks for efficient immune cell activation“ wird mit 670.000 Euro gefördert.

Cornelia Monzel verstärkt mit ihrer Arbeitsgruppe seit April die Physik und den Forschungsbereich der biomedizinischen Systeme an der Universität Stuttgart. Die Experimentalphysikerin, die zuvor eine Professur an der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf innehatte, möchte die Entstehung von Signalen in Zellen besser verstehen. Zellsignale sind biochemische Kommunikationsprozesse, die unter anderem das menschliche Immunsystem steuern.  „Um zu verstehen, wie ein Signal zur Aktivierung einer Immunzelle entsteht, muss man den Blick auf die einzelmolekulare, nanoskalige Ebene richten“, sagt Monzel. „Meine Arbeitsgruppe am 2. Physikalischen Institut entwickelt hierfür neuartige, extrem hochauflösende mikroskopische und spektroskopische Analyseverfahren. Mit diesen lassen sich die Moleküle, die am Signal beteiligt sind, abbilden und deren Interaktion messen.“

Das von der VWStiftung geförderte, stark anwendungsbezogene Vorhaben zielt darauf ab, die Diagnostik und Therapie von Krebserkrankungen zu verbessern. Insbesondere die revolutionäre CAR-T-Zelltherapie haben die Forschenden im Blick. „T-Zellen sind im Immunsystem dafür zuständig, abnormale Zellen zu identifizieren und zu zerstören. Dazu suchen sie die Zelloberfläche nach bestimmten Molekülen und Zellsignalen ab“, erklärt Monzel. „Das Problem: Krebszellen können Strategien entwickeln, um sich vor T-Zellen zu verstecken. Bei der CAR-T-Zelltherapie werden die T-Zellen gentechnisch verändert, so dass sie Krebszellen wieder enttarnen und bekämpfen können. Dieser Therapieansatz bedeutet einen bahnbrechenden Fortschritt für die Onkologie.“

Bei hämatologischen Erkrankungen wie Leukämie wird die CAR-T-Zelltherapie bereits erfolgreich eingesetzt, nun gilt es, die Strategie auf solide Tumore zu erweitern. „Wir wollen dafür verfeinerte Prüfverfahren entwickeln, welche die Erkennung der Tumorzelle durch die CAR-Immunzelle analysieren und bewerten. Dazu werden die molekularen Strukturen zur Signalentstehung mittels bildspektroskopischer Daten ausgewertet.“ Um das zu erreichen, setzt Monzels Arbeitsgruppe auf interdisziplinäre Expertise in Optik, Biophysik und Bioinformatik. Zudem wird das Stuttgarter Team eng mit Mediziner*innen der Universitätskliniken Düsseldorf und Essen zusammenarbeiten.

Neben innovativen bildspektroskopischen Analyseverfahren entwickelt das Team auch vereinfachte, synthetische Tumorzelloberflächen. „Diese Modelle machen es möglich, unterschiedliche Szenarien auf der Tumorzellmembran schnell nachzubilden. Ferner lassen sich die molekularen Strukturen gezielt variieren, um so Schlüsselelemente für die Signalentstehung in der CAR-Immunzelle zu identifizieren.“

Gemäß dem Motto ´Wissen schaffen, Wissen teilen` spielt das Thema Open Science eine zentrale Rolle in Monzels Forschung. „Wir wollen unsere Analyseverfahren für andere Forschende und für medizinische Anwendungen nutzbar machen. Neben Anwendungen wie präklinischen oder diagnostischen Tests streben wir automatisierte, intelligente Analyseroutinen an, die besonders benutzerfreundlich sind. Diese werden wir über Github, Zenodo oder ähnliche Plattformen zur Verfügung stellen.“