Wissenschaftliche Arbeitsgruppen
Prof. Dr. rer. nat.
Ulrike Hendgen-Cotta
Leitung Forschungslabore
CardioScienceLabs
Zelltod-aktivierende Mechanismen im Myokard und myokardiale Protektion
Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der grundlegenden und translationalen Erforschung von Zelltod-aktivierenden Mechanismen im Rahmen des breiten Spektrums kardialer Erkrankungen.
Aktuelle Projekte fokussieren sich hierbei auf die Schädigung des Herzens in der Reperfusion nach myokardialer Ischämie und bei ischämischem Hirninfarkt. Wir adressieren hierbei insbesondere mitochondriale Morphologie, Energetik, Fehlfunktion, Kommunikation und Zelltodregulation sowie die Wechselwirkung von Proteinen untereinander und die Bildung von Protein-Liganden-Komplexen. Hauptziel ist es, neue molekulare Zielstrukturen innerhalb der die Apoptose/Nekrose vermittelnden Signalwege zu identifizieren und translationale Protektionsstrategien für die therapeutische Anwendung zu entwickeln.
Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Charakterisierung von zentralen Regulatorproteinen der Zelltodkaskade in etablierten und innovativen in-vivo- sowie in-vitro-Modellen mittels physiologischer, pharmakologischer, biochemischer und molekularbiologischer Methoden und komplexer bildgebender Systeme wie transthorakale Echokardiografie, linksventrikuläre Herzkatheter-Untersuchung, Konfokal- und Elektronenmikroskopie.
Acute Cardiac Injury and Repair
Die Arbeitsgruppe untersucht die pathologischen Signalwege akuter kardialer Schäden, sowohl in grundlagenwissenschaftlichen als auch in klinischen Studien. Hierbei werden verschiedene Ursachen dieser Schäden betrachtet, wie z. B. der akute Myokardinfarkt, Herzklappenerkrankungen oder Folgen einer Krebstherapie. Wesentliches Ziel ist die Entwicklung neuartiger Therapien zur Verbesserung der Mortalität und Morbidität der betroffenen Patienten.
Momentan fokussieren sich die Studien der Arbeitsgruppe auf aktuell in der Klinik bereits eingesetzte (anti-PD1 Therapie, Strahlentherapie) oder in der Entwicklung befindliche Krebstherapien (anti-CD47 Therapie). Hierzu werden State-of-the-Art-Methoden genutzt (Kultivierung und Reprogrammierung humaner Zellen, Ultraschall und PET-CT im murinen in vivo Modell, in vivo Infarktmodell) oder selbst entwickelt (3D Light Sheet-basierte Analyse kardialer Schäden).
Univ.-Prof. Dr. med.
Matthias Totzeck
Stellvertreter des Direktors
Univ.-Prof. Dr. med.
Amir A. Mahabadi
Leitungsteam
Subklinische Atherosklerose
Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Erfassung, Prävalenz und prognostischen Bedeutung von Frühstadien und Manifestation einer Atherosklerose in unterschiedlichen Gefäßbetten einschließlich der Koronararterien und untersucht Einflussfaktoren auf deren Entstehung und Progression. Die Wechselwirkung von epikardialem Fettgewebe sowie medikamentöser Therapie auf die koronare Atheroskleroseentstehung stellt einen Schwerpunkt der Arbeitsgruppe dar.
Die Arbeitsgruppe hält aktive Kooperationen zu führenden Forschungsgruppen weltweit. Hieraus entstanden in den vergangenen Jahren zahlreiche erfolgreiche Projekte und hochrangige Publikationen.
Im Cardiovascular Imaging Laboratory bietet die Arbeitsgruppe die Auswertung multimodaler kardiovaskulärer Bildgebung auf Spitzenniveau an. Neben Aufgaben im Rahmen eigener wissenschaftlicher Fragestellungen ist das Cardiovascular Imaging Laboratory als Core-Lab für randomisierte Studien tätig.
Durch die enge Verflechtung mit der Cardiac Trial Unit sind die Mitglieder der Arbeitsgruppe in die Planung und Durchführung von klinischen Studien eingebunden. Neben der Integration von multimodaler Bildgebung stellen Algorithmen zur Prädiktion von kardiovaskulären Erkrankungen anhand großer Datenbanken, auch unter Zuhilfenahme von Ansätzen des maschinellen Lernens, einen weiteren Schwerpunkt der Arbeitsgruppe dar.
Kardiovaskuläre Dysfunktion
Die atherosklerotische Gefäßerkrankung ist die zugrundeliegende Ursache für Mortalität und Morbidität zahlreicher kardiovaskulärer Pathologien, wie beispielsweise der koronaren Herzerkrankung oder der peripheren und zerebralen arteriellen Verschlusskrankheit.
Akzelerierte und ätiopathogenetisch noch unklare Formen der Atherosklerose prägen einen Schwerpunkt der Arbeitsgruppe. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der chronischen Inflammation sowie der engen Beziehung zu oxidativem Stress, endothelialer Dysfunktion und vaskulärer Kalzifizierung. Ein wesentlicher Aspekt liegt in der prognostisch relevanten vaskulären Funktion und den sie beeinflussenden Variablen. So geht beispielsweise erhöhtes Alter mit funktionellen und strukturellen Veränderungen des kardiovaskulären Systems einher und führt zu gesteigerter Mortalität und Morbidität.
Entsprechend dem breiten Spektrum der vaskulären Medizin fokussieren sich die Schwerpunkte der Arbeitsgruppe auf klinische, translationale und grundlagenwissenschaftliche Aspekte. Die wesentlichen wissenschaftlichen Aktivitäten fokussieren sich einerseits auf die Interaktion des Mikrobioms und der Inflammation bei atherosklerotischen Erkrankungen und andererseits auf die Modulation der kardiovaskulären Funktion über katheterinterventionelle Eingriffe, diätetische Interventionen sowie Lifestylemodifikationen.
Prof. Dr. med.
Christos Rammos, MHBA
Geschäftsführender Oberarzt
Dr. med.
Christiane Jungen
Leitungsteam
Kardiale Arrhythmien und autonome Innervation / Arrhythmias & Cardiac Innervation
Die Arbeitsgruppe untersucht den Einfluss des autonomen Nervensystems auf die Entstehung von ventrikulären Herzrhythmusstörungen. Ein Schwerpunkt bildet die Interaktion mit dem kardialen Immunsystem. Neben grundlagenwissenschaftlicher Forschung finden auch translationale Untersuchungen statt. Durch die klinische Verknüpfung ist ein ganzheitlicher Ansatz mit hoher Relevanz für den Patienten gewährleistet. Das Ziel ist die Entwicklung neuartiger Therapien zur Reduktion von lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen.
Obwohl ein akuter Herzinfarkt heutzutage zeitnah therapiert wird, versterben bis zu 10% der Patienten innerhalb eines Jahres v.a. an ventrikulären Herzrhythmusstörungen. Diese lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen entstehen u.a. durch ein Ungleichgewicht des autonomen Nervensystems mit einem Überwiegen des sympathischen Anteils. Zusätzlich zur Aktivierung des sympathischen Nervensystems kommt es zu einer massiven Aktivierung des Immunsystems in den ersten Stunden des akuten Herzinfarktes.
Aortic Intervention and Repair
Die Arbeitsgruppe „Aortic Intervention and Repair“ befasst sich mit zahlreichen Forschungsprojekten rund um die Interventionen von verschiedenen Erkrankungen der Aorta (z.B. Aortendissektion, Aortenaneurysma, Aortenruptur etc.) sowie der möglichen Komplikationen.
Aktuelle Projekte sind z. B.:
- Einsatz und Nutzen von intravaskulärer Bildgebung
- Postimplantationssyndrom nach Aortenstentimplantation
- Reduzierung des Schlaganfallrisikos bei Aortenstentimplantation durch Filterschutzsysteme
- Komplikationen durch Aortenstents etc.
Prof. Dr. med.
Alexander Jánosi, MHBA
Stellvertreter des Direktors
PD Dr. med.
Julia Lortz
Leitungsteam
mHealth-technologies used for lifestyle interventions – smartphone-basierte mHealth-Technologien zur Unterstützung von Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen
Durch den Einsatz digitaler Unterstützungshilfen wollen wir passgenau und zielgerichtet die Versorgung der kardiovaskulären Patienten am Westdeutschen Herz- und Gefäßzentrum verbessern. Hierzu eignen sich besonders mobile und digitale Gesundheitsanwendungen (sog. mHealth-Technologien). Diese eignen sich hervorragend zur Überwindung struktureller und persönlicher Barrieren – nicht zuletzt aufgrund der hohen Reichweite und den Möglichkeiten der Personalisierung.
Dr. med.
Lars Michel
Leitungsteam
Kardio-Immunologie und Kardiomyopathien
Immuncheckpoints im akuten Myokardinfarkt
Die myokardiale Inflammation spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung und Heilung des akuten Myokardinfarkts. Ziel des Projekts ist ein besseres Verständnis der Regulation der adaptiven Immunantwort nach akutem Myokardinfarkt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Rolle des Immuncheckpoints Programmed cell death protein 1 (PD1), der eine entscheidende, aber bisher nur unvollständig verstandene kardioprotektive Funktion besitzt. Durch ein translationales Konzept mit Anwendung innovativer Methodik und direkter klinischer Verknüpfung wird ein ganzheitlicher Forschungsansatz mit hoher klinischer Relevanz gewährleistet.
Kardiomyopathien: Kardiale Amyloidose und Hypertrophe Kardiomyopathie
Die kardiale Amyloidose wird durch Ablagerung von fehlgefalteten extrazellulären Proten (Amyloid-Fibrillen) im Herzen verursacht, und führt zu einer progredienten Herzinsuffizienz. Ziel des Schwerpunkts „Kardiale Amyloidose” ist das bessere Verständnis von Pathophysiologie, optimaler Diagnostik und zielgerichteter Therapie, um die Behandlung einer wachsenden Zahl von Patient*innen zu verbessern. Das prospektive Essen Amyloidosis Registry (EAR) (PI: Dr. med. L. Michel) bietet die optimale Basis für zielgerichtete und nachhaltige Projekte zur Beantwortung aktueller wissenschaftlicher Fragestellungen.
Die Hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) ist eine genetisch bedingte Herzmuskelerkrankung, welche zu Herzinsuffizienz und plötzlichem Herztod führen kann. Durch die Einführung der Myosin-Inhibitortherapie steht erstmals eine zielgerichtete Behandlung für betroffene Patient*innen zur Verfügung. Das Ziel des Schwerpunktes “Hypertrophe Kardiomyopathie” ist die systematische Erfassung diagnostische Verfahren, funktioneller und echokardiographischer Parameter, kardialer Biomarker sowie prognostische Aspekte, um ein verbessertes Krankheitsverständnis zu erreichen.
Devicebereich
Ziel der Arbeitsgruppe ist die Optimierung und Weiterentwicklung, sowohl der Device-Implantationstechnik, als auch der optimale Programmierung der kardialen Device-Geräte. Dabei beschäftigen wir uns nicht nur mit den konventionellen transvenösen Systemen, sondern auch mit den sondenlose Systemen (VR-Micra, AV-Micra) und subkutanen Systemen (Subkutane implantiert Defibrillator).
Dr. med.
Muhammed Kurt
Leitungsteam
PD Dr. med.
Shibu Mathew
Leitungsteam
Interventionelle Rhythmologie
Die Arbeitsgruppe untersucht in vielen wissenschaftlichen Projekten Entstehungsfaktoren, Trigger und Perpetuierungsmechanismen kardialer Arrhythmien. Im Mittelpunkt stehen hier Vorhofflimmern, atriale Tachykardien, aber auch ventrikuläre Arrhythmien.
Neben Auswirkungen der kardialen Fibrose auf atrialer und ventrikulärer Ebene, werden aber Kontextfaktoren und elektrokardiographische Parameter systematisch untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse innovativer Ablationsmethoden. Hier seien neben herkömmlichen Verfahren, wie der Hochfrequenzstromablation, der Kälteballonablation aber auch die Elektroporation genannt. Vorrangiges Ziel ist es so neben neuen therapeutischen Strategien, die Genese von Herzrhythmusstörungen besser zu verstehen und dadurch individualisierte Strategien zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen zu implementieren.