Vaskuläre Biologie und Arteriosklerose

Arteriosklerose ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung der Gefäßwand, welche durch Verlust oder Dysfunktion des Gefäßendothels ausgelöst wird und die Ansammlung von Lipiden und Rekrutierung von Immunzellen aus dem zirkulierenden Blut zur Folge hat. Die Proliferation und Migration glatter Gefäßmuskelzellen sowie die Ablagerung von Fett und Matrixproteinen geht mit einer progressiven Lumeneinengung einher, während die plötzliche Ruptur eines vulnerablen Plaques zur Plättchenaktivierung und akuten Thrombose führen kann.

Die Arbeitsgruppe untersucht Faktoren und Mechanismen, welche die Entstehung, Progression und Komplikationen arteriosklerotischer Gefäßwandläsionen direkt beeinflussen können und konzentriert sich dabei auf 1) die Bedeutung kardiovaskulärer Risikofaktoren (vor allem Übergewicht, Rauchen, Hyperlipidämie) und ihrer Modifikation, 2) die Effekte und Wirkmechanismen im Fettgewebe produzierter Moleküle (sog. Adipokine) sowie 3) Möglichkeiten zur therapeutischen Modulation von Re-Endothelialisierung und Gefäßwandinflammation.

Forschungsschwerpunkte umfassen:

Der Einfluss kardiovaskulärer Risikofaktoren auf die Zahl und Funktion zirkulierender Immun- bzw. Endothelvorläuferzellen;
Die funktionelle Bedeutung von Monozyten und ihren Subpopulationen für Thrombose und Ischämie;
Die parakrine Wirkung im perivaskulären Fettgewebe produzierter Adipokine auf die integrin-vermittelte Rekrutierung proinflammatorischer Zellen und das Wachstum vaskulärer Läsionen;
Mechanismen und Signalwege, über welche das Adipozytenhormon Leptin die Neointimabildung und Atherothrombose modifiziert;
Die Beteiligung hämatopoetischer Vorläuferzellen aus dem Knochenmark an vaskulären Wundheilungsprozessen;
Die Modifikation humaner Endothelvorläuferzellen zur Optimierung von Re-Endothelialisierung und Blutgefässneubildung;

Im Rahmen der Klinische Forschergruppe 155 untersucht die Arbeitsgruppe ausserdem die kausale Bedeutung der koronaren Angiogenese für die kardialen Umbauvorgänge bei Last-induzierter Myokardhypertrophie und Herzinsuffizienz.

Untersuchungen zum zeitlichen Ablauf der dynamischen Prozesse Thrombose, Fibrinolyse und Rekanalisation bzw. der zellulären und strukturellen Zusammensetzung einer Neointima (Restenose) werden am Mausmodell einer chemisch-induzierten arteriellen Endothelverletzung durchgeführt, wobei neben Wildtyp- bzw. genetisch-veränderten Versuchstieren hypercholesterinämische Apolipoprotein E- bzw. LDL-Rezeptor-Knockoutmäuse als Tiermodelle der Atherosklerose oder ob/ob- und db/db-Mäuse als Tiermodell für Übergewicht und Diabetes zum Einsatz kommen. Zur Analyse der Gefäßneubildung (Angio-und Vaskulogenese) steht das Mausmodell der sog. unilateralen Hinterlaufischämie zur Verfügung.

Zelllinien (z.B. HUVEC, HASMC) oder Primärzellen (glatte Gefäßmuskelzellen, Thrombozyten, Endothelvorläuferzellen) und funktionelle Assays zur Untersuchung von Zellproliferation, -migration, -adhäsion oder Angiogenese (Matrigel- und Sphäroid-Angiogenese-Assays) dienen der Überprüfung der in vivo erhobenen Befunde. Spezifische Pathomechanismen werden auf Protein- (Immunhistochemie, Immunfluoreszenz, Western Blot, ELISA, Durchflusszytometrie) und mRNA-Ebene (PCR, in situ-Hybridisierung) untersucht und mit Hilfe von Signaltransduktionsinhibitoren, RNA-Interferenz, funktionsblockierenden Antikörpern und Gentransfers getestet.
Um die Befunde im Tiermodell oder kultivierten Zellen in klinisch relevante Pathomechanismen zu übertragen, werden die in der Grundlagenforschung gewonnenen Erkenntnisse an menschlichen Gefäßläsionen, aus dem Blut isolierten Zellen oder Blutproben überprüft.

Die Arbeitsgruppe wird und wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Frühere Förderungen erfolgten ausserdem durch die Deutsche Stiftung für Herzforschung oder die Novartis Stiftung für Therapeutische Forschung und die Europäische Union (EUGeneHeart; FP6).

Mitarbeiter und Doktoranden der AG Vaskuläre Biologie und Arterioskleroseforschung