Forschungsschwerpunkte

Herzchirurgie

Direktor:
Prof. Dr. med. Michael Weyand

Transplantationsimmunologie – Schwerpunkt chronische Abstoßung

Modifizierte OP Technik der Aortentransplantation
Histologisches Bild der Transplantatarteriosklerose

Nach einer Herztransplantation führen chronisch-entzündliche Vorgänge in den Herzkranzgefäßen zur Ausbildung der Transplantat-Arteriosklerose (oder auch Transplantat Vaskulopathie), die durch diffuse und konzentrische Verdickung der innersten Gefäßschicht (Intima) im transplantierten Herz gekennzeichnet ist. Infolgedessen kommt es zu einer Lumenverengung und einem verminderten Blutfluss und letztendlich zu einer Unterversorgung des Herzens. Diese ist die Haupttodesursache des chronischen Transplantatversagens und betrifft neben Herzen auch alle anderen soliden Organtransplantate.  

An der Entstehung der Transplantat-Arteriosklerose sind immunologische Faktoren wie zum Beispiel eine „delayed type hypersensitivity“ (DTH) Reaktion, T-Zellen und Alloantikörper beteiligt. Nichtimmunologische Faktoren, die ebenfalls zur Entwicklung dieser Erkrankung beitragen können, umfassen den Ischämie-/Reperfusionsschaden des Transplantates, sowie Hypertonie, Hyperlipidämie und die Infektion des Transplantat-Empfängers mit dem Cytomegalivirus. Trotz der Entwicklung neuer Immunsuppressiva, gibt es nach wie vor keine zufriedenstellende medikamentöse Therapie, die eine Ausbildung der Transplantat-Arteriosklerose  verhindert. Gerade im Hinblick permanent abnehmender Organspende-Zahlen und einer noch nicht ausreichend effektiven Gewebeersatztherapie muss es ein Hauptinteresse sein, die implantierten Organe so lange wie möglich funktionstüchtig zu erhalten.

Hier beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe mit der Entwicklung von Strategien zur Verminderung der Transplantat-Arteriosklerose. In früheren Studien konnte unsere Arbeitsgruppe zeigen, dass neben der Proliferation glatter Muskelzellen die Aktivierung von Thrombozyten eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Transplantat-Arteriosklerose spielt.  Da Thrombozyten eine große Menge immunmodulatorischer Faktoren während einer Aktivierung abgeben, erscheint insbesondere die Antagonisierung dieser entzündungs- und proliferationsfördernden Substanzen ein attraktiver therapeutischer Ansatz die Transplantat-Arteriosklerose zu minimieren.

Des Weiteren belegen zahlreiche Studien und eigene Forschungsergebnisse, dass eine Infektion mit dem Cytomegalivirus (CMV), einem spezies-Spezifischen β-Herpesvirus dessen Zielzellen Gefäßzellen sind, die Entstehung einer Vaskulopathie begünstigen. Es sind  bereits verschiedene antivirale Medikamente im Einsatz, die stellenweise starke unerwünschte Nebenwirkungen hervorrufen. Dies macht die Erforschung neuer Therapieansätze zur Eindämmung der CMV-Infektion und deren Auswirkungen vor allem im Zusammenhang mit der Transplantation solider Organe notwendig. Ein Ziel unsere Arbeitsgruppe ist daher die Identifizierung von Effektormechanismen des Cytomegalovirus, die eine chronische Abstoßung nach  einer Organtransplantation  begünstigen. Dies erfolgt in enger Zusammenarbeit mit  Prof. Dr. Thomas Stamminger (Lehrstuhl für Klinische Virologie der FAU).


Neuropeptidfreisetzung am Herzen

Calcitonin-gene related peptide (CGRP), ein aus 37 Aminosäuren bestehendes Neuropeptid, ist ein starker Vasodilator, das aus den sensorischen A- and C-Fasern freigesetzt wird. Es wird ihm eine besondere Bedeutung bei myokardialer Ischämie zugeschrieben. Veränderungen in der CGRP-Freisetzung sind mit erhöhter Aktivität oder Degeneration kardialer Afferenzen verbunden.

In der Literatur sind CGRP-haltige Nervenfasern in hoher Dichte in den Vorhöfen, im Perikard und in der Adventitia der Koronargefäße beschrieben. Bei in vivo Experimenten erhöhte CGRP den koronaren Flow, verminderte den Koronarwiderstand und den arteriellen Blutdruck, veränderte aber nicht die ventrikuläre Kontraktilität. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass CGRP kardioprotektiv wirkt und die experimentelle Infarktgröße verringerte.

Das Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es, ein einfaches und reproduzierbares Model zur CGRP-Freisetzung am isolierten Mäuseherzen zu etablieren. Darauf aufbauend sind Untersuchungen zur CGRP-Freisetzung aus dem menschlichen Herzohr oder dem Aortensegment geplant.


Bioengineering

Im Rahmen einer Kooperation mit dem Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe (LSP) der Universität Erlangen-Nürnberg wird mit Hilfe verschiedenster  Zellkulturexperimente  die Zell-Kompatibilität von modifiziertem Flüssig-silikonkautschuk für  den medizinischen Einsatz überprüft.


Kooperationsverbund Herzunterstützungssysteme

Die chronische Herzinsuffizienz ist weltweit eine der häufigsten internistischen Erkrankungen mit ca. 30 Millionen erkrankten Menschen.

Systeme zur mechanischen Kreislaufunterstützung haben zunehmende klinische Bedeutung als Bridging oder als Alternative zur Transplantation. Hauptproblem ist bei allen bisher zur Verfügung stehenden Konzepten der direkte Blutkontakt, der infektiologische und vor allem thrombotische Komplikationen sowie - wegen der notwenigen Antikoagulation - Blutungsprobleme bedingt.

Die Herzchirurgische Klinik beteiligt sich federführend am "Kooperationsverbund Herzunterstützungssysteme“ innerhalb der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Ziel ist die Entwicklung eines externen Kompressionssystems für das Herz, welches ohne Blutkontakt zur Kreislaufunterstützung dienen kann („Herzaktor“).

Kooperationsverbund

 
Herzlabor
Dr. med. Christian Heim
Position: Funktionsoberarzt, Leiter Experimentelle Herzchirurgie
Telefon: 09131 85-37054
Fax: 09131 85-37154
E-Mail: christian.heim@uk-erlangen.de
Visitenkarte
Dr. rer. nat. Martina Ramsperger-Gleixner
Position: wissenschaftliche Mitarbeiterin
Telefon: 09131 85-33381
Fax: 09131 85-33982
E-Mail: martina.ramsperger-gleixner@uk-erlangen.de
Visitenkarte
 
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