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Doris Schittenhelm

Doris Schittenhelm

Doris Schittenhelm, M. Sc.

Department Mathematik
Lehrstuhl für Angewandte Mathematik (Modellierung und Numerik) (Prof. Dr. Burger)

Raum: Raum 04.376
Cauerstr. 11
91058 Erlangen

Doris Schittenhelm modelliert metabolische Netzwerke und zugehörige regulatorische Mechanismen biomathematisch. Dabei liegt ihr Fokus vor allem auf der ROS-Dynamik und auf metabolischen Strukturen, die bei oxidativem Stress in den Zellen eine wichtige Rolle spielen. Ein bedeutender Teil ihrer Arbeit ist die Parametrisierung der entwickelten mathematischen Modelle. Dazu werden Daten aus verschiedenen in vitro Experimente verwendet.
Sie ist ein Mitglied der AG Neuss-Radu

Forschungsinteressen:

    • biomathematische Modellierung von metabolischen Netzwerken und regulatorischen Mechanismen
    • Dynamik von ROS / oxidativer Stress in Zellen
    • Parametrisierung mathematischer Modelle unter Verwendung verschiedener Daten aus in vitro Experimenten
    • Modellvergleich und Parameterschätzung im Bayesschen Sinne
    • (Markov Chain) Monte Carlo Methoden

Ausbildung

seit 2017 Doktorandin der FAU Erlangen-Nürnberg unter Betreuung von PD Dr. Maria Neuss-Radu
2014–2017 Masterstudiengang Integrated Life Sciences, FAU Erlangen-Nürnberg
Schwerpunkte:
Mathematical Modelling and Systems Biology
Biological Structures and Processes
Thema der Masterarbeit:
Mathematical Modelling and Simulation of Response Pathways for Cellular Stress
2015 Auslandssemester an der Itä-Suomen yliopisto (University of Eastern Finland) in Joensuu, Finnland (ERASMUS+)
2011–2014 Bachelorstudiengang Integrated Life Sciences, FAU Erlangen-Nürnberg
2011 Abitur am Ostendorfer-Gymnasium Neumarkt i.d.OPf.

Stipendien

07/2019 — 06/2020 Promotionsstipendium im Rahmen des Stipendienprogramms zur “Realisierung der Chancengleichheit für Frauen in Forschung und Lehre“ (FFL)
07/2018 Reisekostenstipendium der FAU (Tagungsförderung für Frauen) zur Teilnahme an der ECMTB 2018
08/2017 Stipendium von „The Alan Turing Institute“, London, zur Teilnahme an der Sommerschule „Mathematical Aspects of Inverse Problems“

Lehrveranstaltungen

      • Tutorium zur Vorlesung „Partial Differential Equations for Life Sciences“ (SS 18)
      • Tutorium zur Vorlesung „Biomathematics“ (WS 17/18)

Forschungsinteressen

Im Rahmen ihrer Promotion arbeitet Doris Schittenhelm an einem Projekt über die mathematische Modellierung von Stoffwechselwegen, die bei einer zellulären Stressantwort wichtig sind. Um ein mathematisches Modell zu formulieren und anschließend zu parametrisieren, müssen zunächst die relevanten Stoffwechselwege identifiziert und die entsprechenden regulatorischen Mechanismen beschrieben werden.
Zusätzlich entwickelt sie Methoden zur Schätzung von Parametern aus Daten, die aus unterschiedlichen in vitro Experimenten stammen. Insbesondere arbeitet sie ein standardisiertes Vorgehen unter Einbezug von Bayesschen Ansätzen aus, um Daten aus Fluoreszenzassays vor allem im Hinblick auf Cross Talk zu analysieren.
Seit Juli 2019 erhält sie ein Promotionsstipendium im Rahmen des Stipendienprogramms zur „Realisierung der Chancengleichheit für Frauen in Forschung und Lehre“ (FFL).

Vorträge

      • „Mathematical modelling of cellular response pathways for oxidative stress“, 27. Juli 2018, ESMTB 2018, Lissabon, Portugal

Konferenzen

      • 11th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology (ECMTB 2018), 23. — 27. Juli 2018, Lissabon, Portugal
      • Sommerschule: Mathematical Aspects of Inverse Problems, 29. August — 01. September 2017, The Alan Turing Institute, London, UK

Projekte

  • Modellierung der konzentrationsabhängigen Änderungen im Energiestoffwechsel von Urothelzellen nach Exposition gegen 3-Nitrobenzanthron

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 01-01-2017 - 31-12-2018
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    In der Ätiologie des Harnblasenkarzinoms spielen u. a. chemische Kanzerogene eine bedeutsame Rolle. In epidemiologischen Studien wurde ein ursächlicher Zusammenhang zwischen der Erkrankung und der Exposition gegen aromatische Amine nachgewiesen. Zunehmende Indizien sprechen auch für eine ursächliche Rolle von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Dieselmotoremissionen werden ebenfalls als mögliche Auslöser diskutiert. In Dieselmotoremissionen sind es außer PAK vor allem Nitroaromaten, denen aufgrund ihrer Mutagenität eine kanzerogene Wirkung zugeschrieben wird. Eine der stärksten mutagenen Substanzen in Dieselmotoremissionen ist 3-Nitrobenzanthron (3-NBA), ein nitrierter PAK, der erstmals im Jahr 1997 in Dieselmotoremissionen und Luftstaubextraktionen nachgewiesen wurde. 3-NBA rief im Ames-Test einen der höchsten bisher beobachteten Scores hervor und induzierte in Ratten Lungentumore. Die IARC stufte 3-NBA in die Kategorie 2B (suspected human carcinogen) ein. Von der Ständigen Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe (MAK-Kommission) wurde der Stoff bisher nicht bewertet. Die Toxizität von 3-NBA beschränkt sich nicht nur auf die Lunge. DNA-Addukte fanden sich auch in sekundären Organen wie der Leber, den Nieren und der Harnblase. Im Urin von Bergarbeitern, die gegen Dieselmotoremissionen exponiert waren, wurde der Hauptmetabolit 3-Aminobenzanthron (3-ABA) nachgewiesen (1-143 ng/24 h Urin) [1]. Es liegt daher nahe, dass auch die Harnblase ein Zielorgan der 3-NBA-Toxizität ist. Im beantragten Projekt sollen deshalb die bisher nur ansatzweise und überwiegend in Lungenzellen erforschten Reaktionen auf eine 3-NBA-Exposition sowie die ihnen zugrunde liegenden Mechanismen in Urothelzellen untersucht werden. In der Tumorbiologie - ansatzweise auch in der Toxikologie - rückt der Energiestoffwechsel zunehmend in den Fokus. Die Literatur und eigene Vorarbeiten lassen vermuten, dass 3-NBA u.a. die Zellen oxidativ stresst und die DNA schädigt. Der Energiestoffwechsel ist in einem gewissen Expositionsbereich in der Lage, Intermediate zur oxidativen Abwehr und DNA Reparatur zur Verfügung zu stellen. Interessant ist die Schwelle, ab der der Energiestoffwechsel nicht mehr zur Homöostase der Zelle beitragen kann. In dem beantragten Projekt sollen daher die (Stoffwechsel-)Mechanismen, die in der oxidativen Abwehr und in der p53-vermittelten DNA-Reparatur involviert sind, konzentrationsabhängig experimentell untersucht und mathematisch modelliert werden. Durch die Modellierung soll versucht werden, den nicht-linearen Zusammenhang im Niedrigdosisbereich zu beschreiben und den Punkt zu definieren, an dem die zellulären Abwehrmechanismen zu versagen beginnen.

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