Forschungsprojekte

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Forschungsprojekte

Das Foto zeigt Monozyten (grün), die auf Endothelzellen (rot) - der innersten Zellschicht der Blutgefäße - anhaften. Zellkerne sind blau angefärbt.

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit den Eigenschaften und molekularen Wirkmechanismen der einzelnen Unterarten von Immunzellen, besonders den so genannten inflammatorischen, regulatorischen und intermediären Monozyten. Diese können durch das Ausscheiden von Botenstoffen das Überleben von Endothelzellen unterstützen und sie dazu anregen, ein verletzes Gefäßareal wiederzubesiedeln. Andererseits können Monozyten auch durch das Ausscheiden entzündlicher Botenstoffe das Überleben und die Funktion der Endothelzellen beeinträchtigen. Es ist also wichtig, die Rekrutierung der unterstützenden Zelltypen zu fördern, gleichzeitig aber die Rekrutierung der entzündungsfördernden Zellen zu vermindern. Wir haben in der Vergangenheit vielfältige Mechanismen beschrieben, die dieses Gleichgewicht beeinflussen [Kränkel et al. Circulation 2013; Kränkel et al. Cytometry A 2011; Brenner et al. Int J Cardiol 2014; Brenner et al. Int J Cardiol 2015].

Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch die Carotis-Arterie. Rosa angefärbt sind Elastin-Fasern. Blau angefärbt ist die mikro-RNA miR-483-3p.

Hierauf aufbauend untersuchen wir derzeit, welche Veränderungen in den Monozyten von Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen stattfinden, und welchen Einfluss die Veränderungen der einzelnen Monozyten-Subtypen auf die Funktion des Endothels haben. Wir vergleichen hierzu unter anderem die Expression kurzer, regulatorischer Nukleinsäuremoleküle, der so genannten micro-RNA. MicroRNA dienen nicht der Herstellung von Proteinen, sondern steuern vielmehr die Herstellung anderer Proteine innerhalb einer Zelle. Eine Besonderheit ist hierbei, dass eine einzige micoRNA die Menge mehrerer Proteine beeinflussen kann, die meist alle zu einer bestimmten Zellfunktion beitragen. Die Störung der Mengenverhältnisse von microRNAs untereinander tragen daher wahrscheinlich zum Verlust der Zellfunktionen bei Patienten mit Gefäßerkrankungen bei. Wenn es gelingt, auf der Grundlage eines besseren Verständnisses der microRNA, das Verhältnis der microRNAs untereinander zu korrigieren, könnte dies zur Entwicklung besserer Vorsorge- und Therapiemöglichkeiten für Patienten mit Herz-Kreislauferkrankungen beitragen [Mocharla et al. Bood 2012; Jakob et al. Circulation 2012].

Das Foto zeigt Herzmuskelzellen (rot) in Kultur. Bei der Proliferation wurde in die Tochterzellen ein Fluoreszensfarbstoff (grün) eingebaut. Zellen mit blau angefärbtem Zellkern haben sich während des Beobachtungszeitraumes nicht geteilt.

Ein weiterer Schwerpunkt unserer Forschung sind High-density-Lipoproteine (HDL), die allgemein als "gutes Cholesterin" bezeichnet werden. Hohe HDL-Spiegel im Blut werden im Allgemeinen mit einem geringen Risiko verbunden, ein kardiovaskuläres Ereignis wie Herzinfarkt oder Schlaganfall zu erleiden. Jedoch konnten unsere jüngeren Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Menge, sondern vor allen die molekulare Zusammensetzung des HDL wichtig für die Funktion und das Überleben von Endothelzellen sind [Speer et al. Immunity 2013; Riwanto et al. Circulation 2013; Kratzer et al. 2014]. In fachübergreifenden Projekten untersuchen wir daher nun in Zusammenarbeit mit der Klinik für Nephrologie, wie sich HDL, z.B. bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung verändert.
Neben den Erkrankungen der Blutgefäße bildet die Aufrechterhaltung der Herzfunktion nach einem Myokardinfarkt einen weiteren Schwerpunkt unserer Forschung. Wir konnten der Vergangenheit feststellen, dass eine Erhöhung des Spiegels der microRNA "miR-126" einem Verlust der Pumpleistung des Herzens nach einem Gefäßverschluß entgegenwirkt [Jakob et al. Circulation 2012]. In einem aktuellen Projekt möchten wir nun weitere microRNAs identifizieren, die das Überleben von Herzmuskelzellen unterstützen können.