ABSCHLUSSARBEITEN UND OFFENE STELLEN

Breath Landscapes in Parkinson’s Disease: Mapping VOC Signatures for Non‑Invasive Diagnosis

Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder that still lacks a routine laboratory test for early diagnosis and objective monitoring. Recent work suggests that specific patterns of volatile organic compounds (VOCs) in exhaled breath and skin/sebum can distinguish PD patients from age‑matched controls, but these candidate biomarkers require validation in independent cohorts using standardized sampling and analysis protocols

The aim of this master’s thesis is to investigate VOC signatures in the exhaled breath of people with Parkinson’s disease and healthy control subjects, combining controlled laboratory measurements with sample collection in a clinical setting. The student will perform standardized breath measurements using state‑of‑the‑art analytical techniques (e.g. PTR‑TOF‑MS, GC‑IMS, or GC-MS) at the Institute of Breath Research, and will also support or conduct breath sampling at a collaborating neurology clinic in Innsbruck. Particular focus will be placed on harmonising sampling protocols between laboratory and clinic, assessing the influence of ventilatory pattern and environmental background air, and exploring whether selected VOC features reported in the literature can be reproduced in this local cohort.

The thesis combines practical work with breath sampling and operation of advanced analytical instruments with data processing and interpretation. The student will contribute to all stages from planning and performing breath measurements, through basic quality control and pre‑processing, to exploratory statistical analysis of the resulting VOC data, under close supervision by the team at the Institute of Breath Research.

Requirements

This master’s thesis is aimed at advanced, motivated master’s students in chemistry, pharmacy, biology, or related disciplines with an interest in interdisciplinary research. A willingness to work independently, reliability in contact with patients and clinical staff, as well as accuracy and diligence in experimental work and data handling, are required. Basic experience with laboratory work is expected; previous knowledge in mass spectrometry, statistics or programming (e.g. Python) is advantageous but not mandatory.

Masterarbeit am Institut für Mikrobiologie in Zusammenarbeit mit dem Institut für Atemgasanalytik der Universität Innsbruck zu vergeben mit dem Thema:

Untersuchung der Produktion flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) durch den mykoparasitischen Pilz Trichoderma atroviride

Projektbeschreibung

Trichoderma atroviride ist ein filamentöser Pilz, welcher in der Lage ist krankheitserregende Pilze an Nutzpflanzen zu parasitieren und abzutöten (Mykoparasitismus). T. atroviride kann des Weiteren mit Pflanzen interagieren und dadurch deren Wachstum und Widerstandfähigkeit gegen abiotische Stressfaktoren fördern bzw. das pflanzliche Immunsystem aktivieren. Aufgrund dieser vielseitigen Fähigkeiten wird T. atroviride zunehmend als biologisches Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft eingesetzt.

In den letzten Jahren hat sich zunehmend herausgestellt, dass vor allem Sekundärmetabolite bei der Bekämpfung pflanzenpathogener Pilze, als auch in der Pflanzenstärkung durch T. atroviride beteiligt sind. Insbesondere zu Beginn dieser komplexen, zwischenartlichen Interaktion spielen flüchtige organische Verbindungen eine wichtige Rolle. Deren Wirkmechanismen und Zusammensetzung sind jedoch bisher kaum erforscht.

Ziel dieser Masterarbeit ist der Nachweis der Produktion diverser flüchtiger organischer Verbindungen durch den mykoparasitischen Pilz T. atroviride und dessen Mutanten in Reinkultur, als auch in wirtsinduzierten Bedingungen im direkten Kontakt mit verschiedenen phytopathogenen Pilzen zu untersuchen.

Die Arbeit verbindet mikrobiologische Kultivierungsexperimente mit chemischen Analysen. Die mikrobiologischen Arbeiten wie z.B. Die Kultivierung der Pilze und die biologische Auswertung der Daten erfolgen am Institut für Mikrobiologie, die Analyse der flüchtigen Stoffe durch massenspektrometrische Analysen (PTR-TOF-MS = proton transfer reaction – time-of-flight mass spectrometry, GC-IMS = Gaschromatographie – Ionenmobilitätsspektrometrie) und die Auswertung der chemischen Daten am Institut für Atemgasanalytik.

Anforderungen

Diese Masterarbeit richtet sich an fortgeschrittene motivierte MasterstudentInnen der Mikrobiologie oder Chemie mit Interesse an interdisziplinärer Forschung. Bereitschaft zu selbstständiger Arbeit sowie Genauigkeit und Sorgfalt werden vorausgesetzt.