Translationale Kardiologie

Ein wesentlicher Fokus der Arbeitsgruppe sind molekulare Mechanismen, welche die Muskelfunktion steuern oder durch Krankheiten bedingt verändern. Wir benutzen verschiedene Techniken insbesondere Molekularbiologie, Biophysik, Zellbiologie, Imaging (Zeiss 710 Konfokalmikroskop; STED; Voltage Mapping), Transgene Modelle und alle wesentlichen Phänotypisierungsmethoden des Herzens. Calcium Transportproteine und die Messung intrazellulärer Calcium Signale sind von besonderem Interesse. Ein wichtiges Beispiel sind kardiale RyanodinRezeptoren (RyR2), intrazelluläre CalciumFreisetzungskanäle, welche direkt die Kontraktion des Herzmuskels steuern und die Anpassung an unterschiedliche Stress Situationen ermöglichen. Dysfunktion von RyR2 resultiert in intrazellulärem Calcium "Leak", welches zu verminderter Herzkontraktion bei Herzinsuffizienz und/oder zu ventrikulären Arrhythmien und plötzlichem Herztod beitragen kann. Ein vermehrtes intrazelluläres Calcium "Leak" trägt wahrscheinlich zu maladaptiven Umbauvorgänge durch Veränderungen der Genexpression bei, und diese Mechanismen werden untersucht. Genetische Studien haben gezeigt, dass Mutationen im RyR2-Gen bei Patienten das Syndrom Catecholaminerger Polymorpher Ventrikulärer Tachykardie (CPVT) versursachen, welches durch Stress-induzierte Synkopen und plötzlichen Herztod charakterisiert ist. Ryanodin Rezeptoren und andere Calcium Transport Proteine sind wahrscheinlich direkt an der Auslösung von Herzrhythmusstörungen beteiligt, und diese Mechanismen werden im Detail erforscht. Wesentliche Bereiche unser wissenschaftlichen Aktivitäten sind "translational", d.h. diese tragen zu einem verbesserten Verständnis der molekularen Basis von Erkrankungen wie Herzinsuffizienz und dem plötzlichen Herztod bei. Zusätzlich werden neue diagnostische und therapeutische Ansätze entwickelt und getestet. Die Arbeitsgruppe Translationale Kardiologie ist Teil gemeinsamer Labor- und Projektkonzepte mit den Arbeitsgruppen Pharmakologie (Prof. Zimmermann), dem Max-Planck Institut für Dynamik und Selbstorganisation (Prof. Bodenschatz) einschließlich der Biomedical Physcis Group (Prof. Luther). Des weiteren besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem Max-Planck Institute of Biophysical Chemistry, Dept. of NanoBiophotonics (Prof. Hell).

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Die Forschungsgruppen arbeiten interdisziplinär zusammen. Hochspezialisierte Forschungsgeräte werden von den Mitarbeitern arbeitsgruppenübergreifend genutzt.

Translational Cardiology

A major focus of the working group of Translational Cardiology are molecular mechanisms, which control muscle function and pathophysiological changes due to disease. We use a variety of techniques including molecular biology, biophysics, cell biology, imaging (Zeiss 710 confocal microscopy; STED microscopy; voltage mapping), transgenic models and comprehensive phenotyping methods of the heart. In particular, calcium transport proteins and measurements of intracellular calcium signals are of great interest. An important example are cardiac ryanodine receptor (RyR2) calcium release channels, which control cardiac contraction and relaxation and modulate physiological stress adaptation during the fight-or-flight response. On the other hand, RyR2 dysfunction results in intracellular calcium "leak", which may contribute to reduced cardiac contraction in heart failure and/or to ventricular arrhythmias and sudden cardiac death. Increased intracellular calcium "leak" may contribute to maladaptive cardiac remodeling through changes in gene expression, and these mechanisms are investigated. Genetic studies have found that RyR2 mutations in patients cause a disease syndrome called Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia (CPVT) which is characterized by stress-induced syncope and sudden death. Ryanodine receptors and other calcium transport proteins may directly contribute to the initiation of arrhythmias, and these mechanisms are investigated. A large part of our research activities is "translational" by nature and contributes to increased understanding of the molecular basis of diseases like heart failure and sudden cardiac death. Additionally, novel diagnostic and therapeutic strategies are developed and tested. The working group of Translational Cardiology is part of a shared lab and project concept together with the working group of Pharmacology (Prof. Zimmermann), the Max-Planck institute for Dynamics and Self-Organization (Prof. Bodenschatz) including the Biomedical Physcis Group (Prof. Luther). Additionally we collaborate with the Max-Planck Institute of Biophysical Chemistry, Dept. of NanoBiophotonics (Prof. Hell).

Team Prof. Lehnart