Grundlagenforschung

Entzündliche Effekte im Rahmen der Bildung atherosklerotischer Läsionen werden durch Zellen des angeborenen und des adaptiven Immunsystems, sowie durch Endothelzellen vermittelt. Das Endocannabinoidsystem (ECS), welches sowohl von Immunzellen als auch von Endothelzellen exprimiert wird, ist dabei von Bedeutung für die Regulation dieser entzündlichen Mechanismen.

Das ECS besteht aus den beiden Cannabinoidrezeptoren 1 und 2 (CB1, CB2), sowie einem dritten, ebenfalls G-Protein-gekoppelten Rezeptor, GPR 55. Der Klonierung der CB-Rezeptoren folgte die Entdeckung deren endogener Liganden Arachidonylethanolamid (AEA, Anandamid) und 2-Arachidonylglycerol (2-AG), sowie der Liganden-synthetisierenden und -abbauenden Enzyme.

In verschiedenen Publikationen konnten wir nachweisen, dass der CB1 Rezeptor atherogene Effekte vermittelt, während der CB2 Rezeptor atheroprotektiv wirkt. Besonders interessant ist daher die Wirkungsweise der körpereigenen Cannabinoide, welche Liganden beider CB-Rezeptoren darstellen. In rezenten Publikationen konnten wir den beiden körpereigenen Cannabinoiden, AEA und 2-AG, eine atherogene Wirkung attestieren. Unser Augenmerk gilt nun der Erforschung der zugrunde liegenden Mechanismen. Darüber hinaus untersuchen wir den Stellenwert der Endocannabinoide in Diagnostik und Therapie bei kardiovaskulär erkrankten Patienten. Basierend auf einem besseren Verständnis der komplexen Interaktionen des Endocannabinoidsystems streben wir nach der Identifikation neuer therapeutischer Ansatzpunkte.

Thematische Schwerpunkte

Endocannabinoidsystem – Vaskuläre Inflammation – Atherogenese – Endotheliale Dysfunktion – Endotheliale Regeneration (Molekularbiologie, Tiermodelle, klinische Studien)

• Vaskluäre Inflammation, Endocannabinoidsystem
• Endotheliale Apoptose, Endothelfunktion, Atherosklerose
• Regulation der Proliferation glatter Gefäßmuskelzellen und Endothelzellen
• Vaskuläre Reparaturmechanismen
• Proinflammatorische Zytokine und vaskuläre Zellen
• Vaskulärer oxidativer Stress, beteiligte Enzymsysteme

Mitglieder und Kontakte

Dr. med. Julian Jehle
E-Mail: Julian.Jehle@ukbonn.de
Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

Prof. Dr. med. Georg Nickenig
E-Mail: Georg.Nickenig@ukbonn.de
Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

Kooperationspartner

• Prof. Dr. rer. nat. A. Zimmer, Institut für Molekulare Psychiatrie, Universität Bonn
• Prof. Dr. rer. nat. B. Lutz, Institut für Physiologische Chemie, Universität Mainz
• Prof. Dr. med. G. Hartmann, Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie, Universität Bonn
• Prof. Dr. med. V. Hornung, Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie, Universität Bonn
• Prof. Dr. med. E. Latz, Institut für Angeborene Immunität, Universität Bonn
• Prof. Dr. med. B. Fleischmann, Institut für Physiologie I, Universität Bonn
• uvm.

AG Vaskuläre Inflammation und ER Stress

Kardiovaskuläre Erkrankungen wie die koronare Herzerkrankung oder die Aortenklappenstenose sind gekennzeichnet durch chronische inflammatorische Prozesse. In den letzten Jahren konnte mittels großer randomisierter Studien erstmalig bewiesen werden, dass anti-inflammatorisch wirksame Medikamente den Progress von kardiovaskulären Erkrankungen positiv beeinflussen.

Vaskuläre Inflammation verhindert unter anderem die korrekte Proteinfaltung im endoplasmatischen Retikulum (ER). Dies führt zu Akkumulation fehlgefalteter Proteine („ER Stress“) und schließlich zu zellulärer Dysfunktion und einem Progress der inflammatorischen Erkrankungen. Eine entscheidende Rolle von ER Stress und der hierdurch aktivierten sogenannten unfolded protein response (UPR) in der Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen ist durch zahlreiche Publikationen dokumentiert.

Im Fokus unserer Arbeitsgruppe steht die Untersuchung und Charakterisierung von vaskulärer Inflammation und hierbei vor allem von ER Stress und ER Stress-induzierten Signalwegen. Mit Hilfe von Zellkultur- und Tiermodellen sowie klinischen Studien untersuchen wir den Stellenwert und mögliche Ansatzpunkte zur Modifikation und Therapie von kardiovaskulärem ER Stress.

Schwerpunkte

Experimentell:

• Rolle von extrazellulären Chaperonen wie GRP78 (glucose-regulated Protein, 78kDa) als interzelluläre Mediatoren der endothelialen Dysfunktion
• Kalzifizierung und Phänotyp-Switch glatter Gefäßmuskelzellen
• Rolle von Vitamin K und der Vitamin-K-Epoxidase-Reduktasen (VKORC1 und VKORC1L1) in der vaskulären Inflammation und ER Stress
• Relevanz der mitochondrialen unfolded protein response in der Atherogenese und endothelialen Dysfunktion
• Rolle von ER Stress und des GRP78 in der Pulmonal-arteriellen Hypertonie
• Rolle von Inflammation und ER Stress in der mikrovaskulären Dysfunktion

Klinisch-Experimentell:

• Zirkulierende Chaperone als diagnostische und prognostische Biomarker bei PatientInnen mit KHK und Aortenklappenstenose
• Zirkulierende Chaperone als diagnostische und prognostische Biomarker bei PatientInnen mit Pulmonal-arterieller Hypertonie.
• Kinetik und Relevanz von Chaperon-Proteinen bei PatienInnen im kardiogenen Schock

Mitglieder und Kontakte

Dr. med. Adem Aksoy
E-Mail: Adem.Aksoy@ukbonn.de

Dr. med. Muntadher Al Zaidi
E-Mail: Muntadher.Al_Zaidi@ukbonn.de

Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

• Cand. med. Elena Repges (Doktorandin)
• Cand. med. Justus Eschweiler (Doktorand)
• Cand. med. Natalie Clausen (Doktorandin)
• Annika Basche (Biologisch Technische Assistentin)

Förderung

• BONFOR
• Sci-Med-Programm
• Deutsche Herzstiftung

Zelluläre Mikrovesikel stellen zentrale Regulatoren der kardiovaskulären Gesundheit und Krankheitsentstehung dar. Ihre genaue Rolle bei der Genese, Progression und Regeneration kardiovaskulärer Erkrankungen wie der Atherosklerose ist bisher wenig untersucht. In drei Forschungsschwerpunkten untersuchen wir grundlagenwissenschaftlich die Biogenese und zelluläre Wirkung, translational das präklinische therapeutische Potential und klinisch die Bedeutung von Mikrovesikeln bei Patienten. Fachgebiet-übergreifende Kooperationen ermöglichen eine transdisziplinäre Aufarbeitung (patho-)physiologischer, interzellulärer Kommunikationsmechanismen, die als Grundlage für die Entwicklung neuer Therapieoptionen zur Behandlung degenerativer kardiovaskulärer Erkrankungen dienen könnten.

Thematische Schwerpunkte

Endotheliale Dysfunktion – Endotheliale Regeneration – vaskuläre Inflammation – Atherogenese – (Molekularbiologie, Tiermodelle, klinische Studien)

Grundlagenwissenschaftliche Schwerpunkte

• Screening von biologischen Inhalten extrazellulärer Vesikel (EVs)
• Einfluss von atherogenen Konditionen (Hypercholesterinämie, Diabetes mellitus, oxidativer Stress) auf biologischen Inhalt und Funktion von EVs
• Exploration von Sorting- und Verpackungsmechanismen zellulärer Bestandteile in EVs
• Interzelluläre Kommunikationsmechanismen durch EV-vermittelten horizontalen Gentransfer
• Rolle und Funktion von microRNAs und long non-coding RNAs in EVs
• Einfluss von EVs auf Proliferation und Phänotyp glatter Gefäßmuskelzellen und Endothelzellen
• Einfluss der Inflammasom-Aktivierung auf Inhalt und Funktion von EVs
• Untersuchung des therapeutischen Potentials genetisch modifizierter EVs

Klinische Schwerpunkte

• EVs als Biomarker bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung
• Freisetzungskinetik von EVs und microRNAs bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung nach kardialem Stress
• Expressionsprofil zirkulierender microRNAs bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung und Diabetes mellitus Typ II
• Zirkulierende microRNAs als diagnostischer und prognostischer Marker bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung
• EVs und zirkulierende microRNAs als Biomarker bei Patienten mit hochgradiger Aortenklappenstenose

Mitglieder und Kontakte

Priv.-Doz. Dr. med. Felix Jansen
E-mail: Felix.Jansen@ukbonn.de
Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dr. rer. nat. Mohammed Rabiul Hosen,
• Dr. med. Philipp Pfeifer, Assistenzarzt
• Dr. med. Andreas Zietzer, Assistenzarzt
• Dr. med. Philip Goody, Assistenzarzt
• Dr. med. Tobias Stumpf, Assistenzarzt
• Ansgar Nils Ackerschott, Assistenzarzt
• Anna Flender, MTA
• Cand. med. Han Wang
• Cand. med. Yangyang Liu
• Cand. med. Martin Dombrowski
• Cand. med. Lisa Schäfer
• Cand. med. David Pinsdorf
• Cand. med. Qian Li
• Cand. med. Xu Xiang

Regionale/ nationale Kooperationen

• Rheinische Friedrich Wilhelms-Universität Bonn:
• Prof. Dr. Pfeifer, J. Beuel: Institut für Pharmakologie und Toxikologie
• Prof. Dr. Latz, Dr. Franklin: Institut für angeborene Immunität
• Prof. Dr. Fleischmann, Dr. Wenzel: Institut für kardiovaskuläre Physiologie
• Prof. Gieselmann, Dr. Sylvester: Institut für Biochemie und Molekularbiologie
• Dr. Lars Eichhorn: Klinik für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin
• Prof. Dr. Bloch, Dr. Wahl: Sporthochschule Köln

Internationale Kooperationen

• Dr. Yang, MD, PhD, Feinberg Cardiovascular Research Institute, Northwestern Universtity Chicaco, USA

Im Fokus der Arbeitsgruppe steht die Erforschung der Pathogenese und Therapie der Atherosklerose, unter Zuhilfenahme zellbiologischer, molekularbiologischer, tierexperimenteller und klinisch-experimenteller Methoden.

Schwerpunkte sind hierbei die Erforschung und Therapie der vaskulären Inflammation im Allgemeinen und des NLRP3-Inflammasoms als Bestandteil des angeborenen Immunsystems im Speziellen, sowie die endotheliale Dysfunktion und die Rolle von Cholesterinkristallen im Prozess der Atherogenese.

Ein Schwerpunkt der klinischen Forschung ist zum einen die Übertragung von zellkultur- und tierexperimentell gewonnenen Befunden auf den Menschen. Zum anderen wird der Einfluss und die prognostische Bedeutung zellulärer Biomarker bei Patienten/-innen mit Herz-Kreislauferkrankungen untersucht.

Thematische Schwerpunkte

Vaskuläre Inflammation – Atherogenese – Endotheliale Dysfunktion – Endotheliale Regeneration (Molekularbiologie, Tiermodelle, klinische Studien)

• Vaskluäre Inflammation, NLRP3-Inflammasom
• Nukleinsäure Rezeptoren und Entzündungsreaktion bei Gefäßverletzung
• Inflammasom-induzierte interzelluläre Signaltransduktion durch Mikropartikel
• Die Rolle des CLEC4E-Rezeptors in der Atherogenese
• Cholesterinkristalle und deren Auflösungskapazität durch humanes Serum
• Endotheliale Progenitorzellen und kardiale Funktion
• Endotheliale Apoptose, Endothelfunktion, Atherosklerose
• Vaskulärer oxidativer Stress, beteiligte Enzymsysteme, Endothelfunktion, Atherosklerose
• Renin-Angiotensin-System, AT1-Rezeptor-Regulation, Endothelfunktion, Atherosklerose, metabolisches Syndrom
• Regulation der Proliferation glatter Gefäßmuskelzellen und Endothelzellen
• Proinflammatorische Zytokine und vaskuläre Zellen
• Vaskuläre Effekte von HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren (Statinen)
• Lipoproteine und vaskuläre Zellen

Mitglieder und Kontakte

Univ.-Prof. Dr. med. Sebastian Zimmer
E-Mail: Sebastian.Zimmer@ukbonn.de
Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

• Dr. rer. nat. Sandra Adler
• Dr. vet. nat. Marta Stei
• Dr. med. Thorsten Mahn, Assistenzarzt
• Dr. med. Sven Thomas Niepmann, Assistenzarzt
• Dr. med. Philipp Pfeiffer, Assistenzarzt
• Dr. med. Johanna Vogelhuber, Assistenzärztin
• Dr. med. Nikola Lübbering, Assistenzärztin
• Dr. med. Marko Bulic, Assistenzarzt
• Dr. med. Hannah Billig, Assistenzarzt
• Dr. med. Eva Steffen, Assistenzarzt
• Dr. med. Felix Overhoff, Assistenzarzt
• Dr. med. Julian Jehle, Oberarzt
• Dr. med. Moritz Nöthel, Assistenzarzt
• Gloria Martinac (TA)
• Pia Fuchs (TA)
• Henning Panatzek (TA)
• Christoph Schwelle (TA)
• Nicola Willemsen (PhD-Studentin)

Im Fokus der Nachwuchsgruppe steht die Pathogenese und Therapie der Atherosklerose der thorakalen und abdominellen Aorta, des abdominellen Aortenaneurysmas und der degenerativen Aortenklappenstenose im Kleintiermodell. Schwerpunkte sind die Erforschung der vaskulären und valvulären Inflammation mit Blick auf angeborene und erworbene Immunität und die Immuntherapie durch experimentelle Ansätze. Die erhobenen Daten werden in Patientenkohorten i.S. eines translationalen Ansatzes überprüft.

Thematische Schwerpunkte

Atherogenese der thorakalen und abdominellen Aorta – Degenerative Aortenklappenstenose – Abdominelles Aortenaneurysma – Monozyten – T und B Lymphozyten – Immunmodulatorische Therapie

Mitglieder und Kontakte

Univ.-Prof. Dr. med. Sebastian Zimmer
E-Mail: Sebastian.Zimmer@ukbonn.de
Publikationen: www.ncbi.nlm.nih.gov

• Dr. rer. nat. Sandra Adler
• Dr. vet. nat. Marta Stei
• Dr. med. Thorsten Mahn, Assistenzarzt
• Dr. med. Sven Thomas Niepmann, Assistenzarzt
• Dr. med. Philipp Pfeiffer, Assistenzarzt
• Dr. med. Johanna Vogelhuber, Assistenzärztin
• Dr. med. Nikola Lübbering, Assistenzärztin
• Dr. med. Marko Bulic, Assistenzarzt
• Dr. med. Hannah Billig, Assistenzarzt
• Dr. med. Eva Steffen, Assistenzarzt
• Dr. med. Felix Overhoff, Assistenzarzt
• Dr. med. Julian Jehle, Oberarzt
• Dr. med. Moritz Nöthel, Assistenzarzt
• Gloria Martinac (TA)
• Pia Fuchs (TA)
• Henning Panatzek (TA)
• Christoph Schwelle (TA)
• Nicola Willemsen (PhD-Studentin)

https://www.trr259.uni-bonn.de/en