Arbeitsgruppe Ischämische Kardiomyopathie




Mitarbeiter/innen:
  • PD Dr. med. PD Dr. med. Oliver Dewald, Funktionsoberarzt
  • Dr. med. Georg D. Dürr, wissenschaftlicher Assistent
  • Dipl. biol. Jan Heinemann
  • Christine Peigney, MTA
  • Elvis Kolobara, Doktorand
  • Georg Suchan, Doktorand
  • Tobias Heuft, Doktorand
  • Katharina Keppel, Doktorandin

Forschungsschwerpunkte: myokardiale Ischämie und Reperfusion, Gewebeumbau, Inflammation, Endocannabinoide

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit Jahren mit den pathophysiologischen Mechanismen der Ischämie und Reperfusion (I/R) und dem daraus resultierenden Gewebeumbau des Herzens. Insbesondere wird dabei der Einfluss der inflammatorischen Mediatoren und Zellen auf das Überleben der Kardiomyozyten, bzw. auf die Ausbildung einer Narbe nach Myokardinfarkt untersucht. Wir entwickelten hierfür zwei Mausmodelle um klinisch relevante Untersuchungen durchführen zu können:
  • Modell der ischämischen Kardiomyopathie nach repetitiver, kurzzeitiger I/R und
  • Modell des reperfundierten Myokardinfarkts.

Das Mausmodell der ischämischen Kardiomyopathie wird nur von wenigen Gruppen weltweit Mäuseherz mit ischämisch geschädigtem Bereich der linksventrikulären Vorderwandverwendet und führt zur Ausbildung einer reversiblen, interstitiellen Fibrose mit ventrikulärer Dysfunktion. Die dabei auftretenden morphologischen Veränderungen im Herzen besitzen viele Ähnlichkeiten mit dem menschlichen hibernierenden Myokard. Unsere bisherigen Untersuchungen zeigen einen wichtigen Einfluss der reaktiven Sauerstoffradikale und der transienten Entzündungsreaktion auf die regelrechte Ausbildung der myokardialen Fibrose. Weiterhin wird das Überleben der Kardiomyozyten durch eine Stoffwechselumstellung von Fettsäure- auf Glukoseverwertung gesichert und damit der Zustand der Hibernation erreicht.
Das Modell des reperfundierten Myokardinfarktes führt zum irreversiblen Verlust der Kardiomyozyten und rascher Ausbildung einer stabilen Narbe. Auch in diesem Prozess spielt die Entzündungsreaktion eine entscheidende Rolle in der Ausbildung von Granulationsgewebe und anschließender Narbenbildung. Unsere Experimente zeigen eine wichtige Rolle für Chemokine in diesem Prozess, die einen Einfluss auf die Funktion der Makrophagen und Fibroblasten haben.
...................................................................................................................Abb. re.: Mäuseherz mit ischämisch
...................................................................................................................geschädigtem Bereich der linksventrikulären
...................................................................................................................Vorderwand
Mäuseherz mit ischämisch geschädigtem Bereich der linksventrikulären Vorderwand
Die zellulären Interaktionen zwischen Kardiomyozyten, Fibroblasten und Makrophagen werden weiterhin in unserer Arbeitsgruppe unter Verwendung von Zellkultur erforscht. Die zugrunde liegenden Pathomechanismen werden durch Messung der Genexpression auf der mRNA- und Proteinebene aufgeklärt, während die pathomorphologischen Veränderungen durch histologische und immunohistochemische Techniken untersucht werden.

Aktuell untersucht unsere Arbeitsgruppe in Kooperation mit Dr. med. Daniela Wenzel und Prof. Dr. med. Bernd K. Fleischmann, Institut für Physiologie I der Universität Bonn, die Bedeutung von Endocannabinoiden und deren Rezeptoren im kardiovaskulären System im Rahmen der Forschergruppe 926 der DFG, Sprecher Prof. Dr. rer. nat. Andreas Zimmer, Institut für Molekulare Psychiatrie der Universität Bonn.


...................................................................................................................Abb. unten. : Narbe mit Randzone zum
...................................................................................................................erhaltenen Herzmuskel nach
...................................................................................................................reperfundierten Myokardinfarkt

Wir suchen immer engagierte Doktoranden für anspruchsvolle experimentelle Arbeiten. Die Studenten der Medizinischen Fakultät oder der Biomedizin werden während einer 6- oder 12-monatiger Tätigkeit (Urlaubssemester) bei uns in die DFG-Forschergruppe 926 integriert und nehmen an allen Aktivitäten dieser Gruppe teil.

Ausgewählte Publikationen:
  • Dewald O, Frangogiannis NG, Zoerlein M, Duerr GD, Klemm C, Knuefermann P, Taffet G, Michael LH, Crapo JD, Welz A, Entman ML. Development of murine ischemic cardiomyopathy is associated with a transient inflammatory reaand dependent on reactive oxygen species. Proc Natl Acad Sci U S A 2003;100:2700-2705
  • Dewald O, Sharma S, Adrogue J, Salazar R, Duerr GD, Crapo JD, Entman ML, Taegtmeyer H. Downregulation of peroxisome proliferator-activated receptor-alpha gene expression in a mouse model of ischemic cardiomyopathy is dependent on reactive oxygen species and prevents lipotoxicity. Circulation 2005;112:407-415
  • Dewald O, Ren G, Duerr GD, Zoerlein M, Klemm C, Gersch C, Tincey S, Michael LH, Entman ML Frangogiannis NG. Of mice and dogs: species-specific differences in the inflammatory response following myocardial infarction. Am J Pathol, 2004;164:665-677
  • Dewald O, Zymek P, Winkelmann K, Koerting A, Ren G, Abou-Khamis T, Michael LH, Rollins BJ, Entman ML, Frangogiannis NG. CCL2/Monocyte Chemoattractant Protein-1 regulates inflammatory responses critical to healing myocardial infarcts. Circ Res 2005;96:881-889