Archiv der geförderten Projekte

Viele kennen den Mix - z.B. „Wodka-Bull“ aber: Was passiert eigentlich mit unserem Herz-Kreislauf-System, wenn wir Energy Drinks und Alkohol gleichzeitig trinken? In dem Projekt "Rhythm of the Night" geht es um diese ziemlich interessante und aber gleichzeitig auch sehr wichtige Frage: Die Auswirkungen dieser bekannten Kombination wurden bisher noch nie wissenschaftlich in einer Studie untersucht. Insbesondere Energy Drinks haben einen schädlichen Effekt auf das Herz-Kreislauf-System. Zu diesem Thema gab es schon Untersuchungen in unserer Abteilung an Kindern und Jugendlichen, die nach dem Energy-Drink-Konsum unter anderem einen erhöhten Blutdruck, steifere Gefäße und Herzrhythmusstörungen hatten. Erstmals werden daher in einer kontrollierten Studie die kurzfristigen Auswirkungen eines Energy Drink/Alkohol-Mischgetränks auf die Herzkreislauf-Funktion bei jungen, gesunden Männern und Frauen im Alter zwischen 18 und 29 Jahren systematisch erfasst und verglichen mit der alleinigen Alkoholwirkung. Dafür werden moderne Methoden der nicht-invasiven Herz-Kreislauf-Diagnostik genutzt. Die Studienautoren hoffen, daraus wissenschaftlich basierte Empfehlungen sowie ggf. vorbeugende Maßnahmen für den Erhalt der Gesundheit sowie zum Konsum dieser Getränke ableiten zu können.

Blutplättchen, auch Thrombozyten genannt, unterstützen die Blutgerinnung. Bei fehlregulierter Aktivierung können sie zu thromboembolischen Ereignissen führen, wie Gefäßverschlüssen durch Blutgerinnsel (Thromben), besonders bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie dem Koronarsyndrom. Entzündungssignale, gesteuert durch das Immunsystem, können diese Aktivierung auslösen und begünstigen. Die Interaktion zwischen Thrombozyten und Immunzellen sowie ihr Einfluss auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist noch wenig erforscht, besonders bei chronischen entzündungsfördernden Erkrankungen wie Diabetes, COPD und Niereninsuffizienz. Die Arbeitshypothese dieses Projektes besagt, dass bestimmte Thrombozyten-Subpopulationen mit stark reaktiven Profilen in Interaktion mit spezifischen Immunzellen zu einem prothrombotischen Zustand führen können, der zu thromboembolischen Ereignissen führt. Das Ziel ist es, Thrombozyten und Immunzellen bei Patienten mit chronischer koronarer Herzkrankheit und proinflammatorischen Erkrankungen wie Diabetes, COPD und Niereninsuffizienz auf Einzelzellebene zu analysieren zu charakterisieren. Dies geschieht durch molekulare Profilierung mittels RNA-Sequenzierung und Massenzytometrie, sowie durch die Analyse von Thrombozyten-Immunzellaggregaten mittels digitaler holographischer Mikroskopie. Die hochauflösende Charakterisierung soll die Identifizierung von Zellsubpopulationen ermöglichen, die prothrombotische Ereignisse begünstigen, und potenzielle therapeutische Ansätze zur Prävention dieser Ereignisse aufzeigen.

Die akute Lungenarterienembolie ist eine potenziell lebensbedrohliche Erkrankung. Dabei kommt es zu einer Verstopfung der Lungenarterien durch ein Blutgerinnsel, dass sich meist aus den Beinvenen ablöst. Moderne Behandlungsmethoden sind das Absaugen oder Auflösen solcher Gerinnsel direkt in den betroffenen Lungenarterien. Dazu werden spezielle Katheter verwendet, die über ein Gefäß von der Leiste aus zu den Lungenarterien geführt werden. Um zu entscheiden, welche der beiden Optionen (Absaugen oder Auflösen) im Einzelfall am besten für die Patientinnen und Patienten geeignet sind, wäre es wichtig, vorab das Alter des Blutgerinnsels bestimmen zu können. In dem Forschungsprojekt wird die Magnetresonanztomographie (MRT) genutzt, um MRT-spezifische Altersmerkmale des Blutgerinnsels zu ermitteln. Dazu erhalten Patientinnen und Patienten mit Lungenarterienembolie zunächst eine MRT und werden im Anschluss mit den speziellen Kathetern behandelt. Die dabei entfernten Blutgerinnsel werden anschließend im Labor auf ihre Zusammensetzung untersucht und diese Ergebnisse mit den MRT-Bilddaten abgeglichen. Künftig könnte dann mit Hilfe der MRT das im Einzelfall sicherste und effektivste Behandlungsverfahren gewählt werden.

Die dilatative Kardiomyopathie (DCM) ist die in Deutschland am häufigsten auftretende Form von Herzmuskelerkrankungen (Kardiomyopathien). Die Herzkammern sind bei DCM erweitert, das ganze Herz vergrößert, wodurch es seine Pumpfunktion nicht in normaler Art und Weise ausführen kann. Es besteht eine Herzschwäche (Herzinsuffizienz). Früher wurde solchen Patienten körperliche Schonung angeraten. Inzwischen weiß man aber um die positiven Wirkungen des Herzsports. Ziel der Studie ist es, den Einfluss eines individualisierten Sportprogramms auf DCM-Patienten zu untersuchen. Dazu werden zu Beginn und im Verlauf des Trainings Blutuntersuchungen vorgenommen. Daraus sollen Rückschlüsse auf die veränderte Herzkreislauf-Funktion gezogen und Biomarker für ein protektives Herzkreislauf-Training entwickelt werden. Eine Analyse des kompletten Patientengenoms dient dazu, genetische Voraussetzungen eines protektiven Sportprogramms zu erkennen.

Bei der CAESAR-DES Studie handelt es sich um eine umfassende, internationale Studie mit individuellen Patientendaten (d. h. vollständige Originaldatenbanken) aus 26 randomisierten klinischen Studien, in denen medikamentefreisetzende Stents aus haltbaren und bioresorbierbaren Polymeren mit einer Nachbeobachtungszeit von drei Jahren für insgesamt 44988 Patienten und 57721 Läsionen verglichen wurden.

Die verstärkte Gerinnungsaktivität des Blutes ist ein wesentlicher Mechanismus des akuten Herzinfarktes. Eine besondere Rolle spielen dabei die Blutplättchen (Thrombozyten): An atherosklerotischen Läsionen der Herzgefäße werden Blutplättchen aktiviert und bilden Gerinnsel. Die Gerinnsel verschließen das Gefäß, so dass der betroffene Herzmuskelabschnitt nicht mehr mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird. Deshalb ist die medikamentöse Hemmung der Blutplättchen ein Eckpfeiler der Herzinfarktbehandlung.Allerdings setzen aktivierte Blutplättchen auch schützende Moleküle frei, die u.a. für die Geweberegeneration wichtig sind, zum Beispiel S1P (Sphingosin-1-Phosphat). Das bedeutet, die Standardtherapie im akuten Herzinfarkt verhindert womöglich die Freisetzung von günstigen Faktoren wie S1P. Deshalb soll dieser kardioprotektive Mechanismus und seine klinische Bedeutung in dem Forschungsprojekt genau untersucht werden.

Lungenhochdruck (PAH – pulmonale arterielle Hypertonie) ist eine Krankheit, bei der es zu einem Umbau der Blutgefäße in der Lunge kommt. Die zunehmend steifen Gefäße bedingen, dass das Herz immer mehr Kraft benötigt, um Blut in die Lunge zu pumpen. Dies führt mit der Zeit zu einem übermäßigen Wachstum des Herzmuskels sowie unbehandelt schließlich zu einem Funktionsversagen des Herzens und Tod. Für die angeborene Form der PAH sind genetische Veränderungen verantwortlich. Diese sollen näher erforscht werden. Dazu wird zunächst ein zelluläres Krankheitsmodell mit Hilfe von Stammzellen „im Labor“ (in vitro) geschaffen, das dann für die mechanistische Erforschung der Fehlfunktionen bei PAH verwendet werden kann. Dazu werden in einem ersten Schritt Blutzellen von PAH-Patienten reprogrammiert, so daß sogenannte induziert pluripotente Stammzellen (hiPSC – humane induzierte pluripotente Stammzellen) entstehen. Pluripotente Stammzellen sind Zellen, die sich in alle Zelltypen des Körpers weiterentwickeln können (Pluripotenz). Aus diesen hiPSC sollen in dem Forschungsprojekt kardiovaskuläre Zellen hergestellt werden, die dann im Folgenden als in-vitro-Krankheitsmodell der PAH für die Grundlagenforschung verwendet werden können.

Ein hoher Druck in den Blutgefäßen der Lunge (sog. Lungenhochdruck, PAH – Pulmonalarterielle Hypertonie) führt zu Herzschwäche und langfristig zu Herzversagen. Bekannt ist, dass Patienten mit chronischer Nierenunterfunktion gehäuft eine PAH entwickeln. Das scheint etwas mit dem Fibroblastenwachstumsfaktor 23 (FGF23) zu tun zu haben: Ist die FGF23-Konzentration erhöht, wachsen Zellen in den Blutgefäßen der Lunge verstärkt und das begünstigt einen Lungenhochdruck. Mit zielgerichteten Antikörpern gegen FGF23 könnte man die Krankheit behandeln. Dazu ist jedoch ein besseres Verständnis der Signalkaskaden nötig. Ziel der Studie ist es, die molekularen Mechanismen weiter zu untersuchen, verschiedene Medikamentenklassen auf ihr Potenzial für die klinische Anwendung hin zu überprüfen und zu ermitteln, ob die PAH durch eine FGF23-Bestimmung im Blut von Patienten mit chronischer Nierenerkrankung früher als bisher erkannt werden kann.