Forschungsbereich A: Zelluläre Mechanismen

Die Zellen des Immunsystems übernehmen unterschiedliche Rollen bei den entzündlichen Prozessen im Herzmuskel, die nach einem akuten Herzinfarkt, aber auch bei chronischen Herzerkrankungen entstehen. Im Forschungsbereich A des SFBs werden die Einzelfunktionen und Interaktionen von Leukozyten und Thrombozyten im Kontext von Myokarderkrankungen analysiert. Aber auch ihre Interaktionen mit den Zellen des Herzens stehen im Fokus. Das Ziel ist es, aus den grundlegenden Erkenntnissen neue Möglichkeiten der Modulierung von Immunzellen zu entwickeln, um in Zukunft die Therapieoptionen bei Herzerkrankungen erweitern zu können.

A1 – Monozyten und regulatorische T-Lymphozyten

In Projekt A 1 untersuchen wir die Interaktion von Monozyten und regulatorischen T-Zellen (Treg) in Bezug auf die kardialen Umbauprozesse nach einem Herzinfarkt. Dabei sollen neue Mechanismen aufgedeckt werden, durch welche die Monozyten-Subtypen rekrutiert und in das bestehende Netzwerk kardialer Makrophagen während der Heilungsphase eingebunden werden. Zudem haben wir spezifische Treg-Subtypen identifiziert und wollen nun deren Rolle während des kardialen Remodelings besser verstehen. Wir vermuten dabei, dass Zytokine der IL1-Familie Schlüsselbestandteile der Monozyten-Treg-Interaktion sind.

Projektleitung

  • Prof. Dr. med. Alma Zernecke-Madsen
    Institut für Experimentelle Biomedizin
    Universitätsklinikum Würzburg
  • Prof. Dr. med. Wolfgang Kastenmüller
    Institut für Systemimmunologie
    Max Planck Gruppe, Universität Würzburg

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A2 – T-Zell-gerichtete Immuntherapie des Infarkts

Im Projekt A2 werden neue immuntherapeutische Strategien zur Verbesserung der Wundheilung nach Myokardinfarkt evaluiert. Dabei verwenden wir hauptsächlich ein Schweinemodell, weil uns dieses erlaubt, die immunologischen Prozesse und gleichzeitig die Herzfunktion mit hoher Analogie zum Menschen zu untersuchen. Hinsichtlich der Therapieansätze, die darauf zielen, die Wundheilung nach einem Infarkt positiv zu beeinflussen, bauen wir auf Vorarbeiten mit Modulation von T-Zellen auf. Indem wir die Aktivierung und Differenzierung von T-Zellen mithilfe der Durchflusszytometrie sowie der Einzelzell-RNA-Sequenzierung verfolgen, entwickeln wir eine weitere Plattform zur Entwicklung immunmodulatorischer Strategien bei der Therapie des Herzinfarkts.

Projektleitung

  • PD Dr. med. Anna Frey
    Medizinische Klinik und Poliklinik I
    Universitätsklinikum Würzburg  
  • PD Dr. med. Niklas Beyersdorf
    Institut für Virologie und Immunologie
    Universität Würzburg

Weitere Informationen zum Projekt A2

A3 – Pathomechanismen der Immunseneszenz

Die Häufigkeit von Herzerkrankungen nimmt mit dem Alter stark zu. Dennoch werden in der präklinischen Forschung altersbezogene Veränderungen in Lymphozyten in der Regel nicht berücksichtigt. Den Alterungsprozess begleitet eine Ansammlung von Effektor-T-Zellen vom inflammatorischen  Phänotyp im Herzgewebe als Hinweis auf ein Entzündungsgeschehen. Möglicherweise beeinflussen sie den Heilungsprozess nach einem Herzinfarkt. Im Projekt A3 wollen wir verstehen, welche Rolle altersbedingte Veränderungen des Immunstatus, insbesondere in T-Zellen, für die Prozesse nach einem Myokardinfarkt spielen.

Projektleitung

  • Prof. Dr. rer. nat. Gustavo Ramos
    Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) 
    Universitätsklinikum Würzburg
  • Prof. Dr. med. Georg Gasteiger
    Institut für Systemimmunologie
    Max Planck Gruppe, Universität Würzburg

Weitere Informationen zum Projekt A3

A4 – Interzellulärkontakte bei arrhythmogener Kardiomyopathie

Das Projekt A4 zielt darauf ab, die Folgen von veränderten Zell-Zell Kontakten im Herzen zu untersuchen. Diese werden durch genetische Defekte in desmosomalen Proteinen, durch kardiale und systemische Entzündungsprozesse und durch Autoimmunprozesse des Herzens beeinflusst und modifiziert. In dieser Arbeitsgruppe soll die Rolle dieser Zell-Zell Kontakte bei der Auslösung und Verschlechterung genetisch bedingter arrhythmogener Kardiomyopathien im Zusammenhang mit Entzündungsprozessen erforscht werden. Außerdem werden wir analysieren, wie sich eine akute oder chronische Virusinfektion auf die Zell-Zell-Kontakte und das Fortschreiten der genetisch determinierten Erkrankung auswirkt.

Projektleitung

  • Prof. Dr. med. Brenda Gerull
    Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI)
    Medizinische Klinik und Poliklinik I
    Universitätsklinikum Würzburg

Weitere Informationen zum Projekt A4

A5 – Lymphozyten bei genetisch bedingter Kardiomyopathie

Auf der Grundlage unserer eigenen Daten, welche zeigen, dass bei der genetisch bedingten Krankheit Muskeldystrophie Duchenne eine Herzbeteiligung vom Vorhandensein von Lymphozyten abhängt, soll das Projekt A5 nun Aufschluss darüber geben, wie T- und B-Lymphozyten aktiviert werden und wie sie die Entstehung sowie das Fortschreiten der genetisch bedingten Kardiomyopathie beeinflussen. Wir stellen hierbei die Hypothese auf, dass die identifizierten Mechanismen auch in anderen, nicht-ischämischen Kardiomyopathien eine Rolle spielen könnten.

Projektleitung

  • Prof. Dr. med. Ulrich Hofmann
    Medizinische Klinik und Poliklinik I
    Universitätsklinikum Würzburg

Weitere Informationen zum Projekt A5

A6 –Thrombozyten und das angeborene Immunsystem

Im Projekt A6 soll die Rolle von Thrombozyten und deren Interaktion mit anderen Immunzellen wie Monozyten, Makrophagen und Neutrophilen nach einem Herzinfarkt untersucht werden. Welchen Einfluss nehmen die Blutplättchen in Bezug auf deren Produktion, Migration, Differenzierung oder Genexpression und welche funktionellen Charakteristika entwickeln sie dadurch? Ein besonderer Fokus liegt darauf, wie diese Interaktionen die Heilung des ischämischen Herzens beeinflussen.

Projektleitung

  • Clément Cochain, PhD
    Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI)
    Universitätsklinikum Würzburg
  • Prof. Dr. rer. nat. Bernhard Nieswandt
    Institut für Experimentelle Biomedizin
    Universitätsklinikum Würzburg
    Rudolf-Virchow-Zentrum, Universität Würzburg

A7 –Hämatopoese bei ischämischer Kardiomyopathie

Der Zusammenhang zwischen systemischer Vermehrung der weißen Blutkörperchen und einer fortschreitenden Herzinsuffizienz ist gut bekannt. Die zugrundeliegenden Mechanismen für eine solche Leukozytose sind es allerdings noch nicht. Vorläufige Daten zeigen, dass Gefäßneubildungen im Knochenmark nach einem Myokardinfarkt eine wesentliche Ursache für eine vermehrte Bildung der Leukozyten-Vorläuferzellen sind. Fortschritte in der Bildgebung ermöglichen es, die Umbauprozesse im Knochenmark sowohl in Gewebeproben als auch im lebendigen Organismus sichtbar zu machen. In Projekt A7 werden diese Techniken genutzt, um die Blutbildung bei chronischer Herzinsuffizienz besser zu verstehen.

Projektleitung

  • Prof. Dr. rer. nat. David Stegner
    Institut für Experimentelle Biomedizin
    Universitätsklinikum Würzburg
    Rudolf-Virchow-Zentrum, Universität Würzburg

Weitere Informationen zum Projekt A7

Anschrift

Medizinische Klinik und Poliklinik I, Universitätsklinikum Würzburg, Zentrum für Innere Medizin (ZIM), Oberdürrbacher Straße 6, Haus A3, 97080 Würzburg, Deutschland 

Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg | Comprehensive Heart Failure Center | Am Schwarzenberg 15 | Haus A15 | 97078 Würzburg