Die Arbeitsgruppe befasst sich mit der Bedeutung von Entzündungsmechanismen für die Entstehung und das Fortschreiten der Herzinsuffizienz. In diesem Rahmen untersucht sie Prozesse des maladaptiven strukturellen Umbaus des Myokards und der Beeinträchtigung der Homöostase des kardialen Energiestoffwechsels. Ziel der Arbeit ist es, diese Prozesse besser zu verstehen, um neue therapeutische Interventionen testen und charakterisieren zu können.
Eine vielversprechende Strategie ist hier die Verabreichung nitrierter Fettsäuren (NO2-FA), welche eine erst kürzlich charakterisierte Substanzgruppe darstellen, die vom Körper selbst gebildet werden, deren synthetische Form im Kontext der Medikamentenentwicklung jedoch aktuell auch in frühen klinischen Studien untersucht wird. NO2-FA zeigen eine ausgeprägte anti-entzündliche Wirksamkeit, welche in verschiedenen Projekten in Zellkultur und im Kleintiermodell von der Arbeitsgruppe gegenwärtig untersucht wird.
Effekt von nitrierten Fettsäuren auf das kardiovaskuläre System. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass nitrierte Fettsäuren (NO2-FA) wie die nitrierte Ölsäure protektive Effekte im Rahmen kardiovaskulärer Erkrankungen induzieren. Diese sind zu einem großen Teil auf anti-entzündliche Wirkungen der NO2-FA zurückzuführen (Abb. HDZ NRW).
Untersuchung der Pathomechanismen der diabetischen Kardiomyopathie und der Therapiemöglichkeit mit nitrierter Ölsäure
Die diabetische Kardiomyopathie ist geprägt durch strukturelle (fibrotische) Umbauprozesse des Myokards mit linksventrikulärer Hypertrophie und Entwicklung einer Herzinsuffizienz. Entzündungsmechanismen spielen für die Fortentwicklung der Erkrankung eine bedeutende Rolle. Wichtige Merkmale sind unter anderem die ungünstige Veränderung des kardialen Energiemetabolismus und das Entstehen von reaktiven Molekülen, des so genannten oxidativen Stresses. Nitrierte Fettsäuren wie die nitrierte Ölsäure weisen ein breites anti-entzündliches und anti-oxidatives Wirkspektrum auf. Außerdem sind Eigenschaften bekannt, die den Energiemetabolismus günstig beeinflussen können. Daher wird in diesem Projekt im Mausmodell und in Zellkultur untersucht, in wie fern die Gabe von nitrierter Ölsäure die Entwicklung des Typ II Diabetes mellitus und der kardialen Struktur und Funktion und den Energiestoffwechsel beeinflussen kann.
Untersuchung der Pathomechanismen der Rechtsherzinsuffizienz und der Therapiemöglichkeit mit nitrierter Ölsäure
Eine Einschränkung der Funktion des rechten Herzens bis hin zum Rechtsherzversagen erhöht deutlich die Morbidität und Mortalität von Patienten mit oder ohne zusätzliche Linksherzinsuffizienz. Trotzdem konnte bisher keine spezifische Therapie für das rechte Herz entwickelt werden. Die Pathomechanismen unterscheiden sich deutlich von denen der Linksherzinsuffizienz. Mit diesem Projekt soll durch Untersuchungen im Mausmodell und im Patienten besser verstanden werden, welche Prozesse das Versagen des rechten Herzens mit verantworten, um Diagnostik und Therapie zu verbessern. Genau wie oben für das Projekt zur diabetischen Kardiomyopathie beschrieben, kommen auch hier nitrierte Fettsäuren zum Einsatz, die durch Modulation von oxidativem Stress, Entzündung und Substratmetabolismus eine Therapieoption darstellen könnten.
Untersuchung anti-arrhythmischer Effekte von nitrierter Ölsäure nach Myokardinfarkt
Das Auftreten von Arrhythmien wie ventrikulären Tachykardien und Kammerflimmern ist eine häufige Komplikation nach Myokardinfarkt und die häufigste Ursache für den plötzlichen Herztod in diesem Rahmen. Diesem zu Grunde liegende Mechanismen sind unter anderem die Veränderung von Ionenkanälen und anderen interzellulären Kanalproteinen und in späteren Stadien das Auftreten von Bindegewebseinlagerungen (Fibrose). Entzündungsmechanismen und oxidativer Stress spielen auch für dieses Geschehen wie bereits auch für das oben skizzierte Projekt beschrieben eine bedeutende Rolle. Auf der Basis der bekannten anti-entzündlichen und anti-oxidativen Wirkung der nitrierten Fettsäuren wird in diesem Projekt im Mausmodell und in Zellkultur untersucht, ob und durch welche Mechanismen die Gabe von nitrierter Ölsäure das Auftreten von Arrhythmien nach Myokardinfarkt beeinflussen kann.