Kardiogener Schock und Herzunterstützungssysteme

Die Arbeitsgruppe untersucht in Grundlagen- und klinischer Forschung Wirkmechanismen des kardiogenen Schocks. Einen weiteren Schwerpunkt stellen die Herzunterstützungssysteme dar, welche sowohl beim kardiogenen Schock als auch bei Hochrisiko-Koronarinterventionen eingesetzt werden.

Das Ziel der Arbeitsgruppe ist, neue Therapiestrategien bei der Behandlung des kardiogenen Schocks und den Einsatz von Herzunterstützungssystemen zu optimieren.

PD Dr. med.
Fadi Al-Rashid

Leitungsteam

PD Dr. Ulrike Hendgen-Cotta

Wissenschaftl. Management

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.

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.

PD Dr. med.
Alexander Jánosi, MHBA

Leitender Oberarzt

PD Dr. med.
Elif Kaya

Leitungsteam

Innovative und personalisierte Devicetherapie in der Rhythmologie – Implantation und Extraktion von Herzrhythmusimplantaten

Der plötzliche Herztod (PHT) stellt in den westlichen Ländern die häufigste Form des Todes dar. Elektronische Herzrhythmusimplantate bieten den effizientesten Schutz vor dem plötzlichen Herztod. Die prophylaktische bzw. therapeutische Implantation eines implantierbaren Kardioverter-Defibrillators (ICD) oder Herzschrittmachers hat sich über Jahrzehnte zu einem Routine-Eingriff entwickelt und zu einer weltweit bedeutenden Zunahme der Implantationszahlen geführt. Infolgedessen sind auch zunehmend die kurz- sowie langfristigen Probleme dieser Systeme in den Vordergrund gerückt. Komplikationen betreffen überwiegend transvenös liegende Elektroden. Mit der Einführung von kabellosen elektronischen Devices bestehen nun Optionen das Risiko von Sonden-assoziierte Problemen im Vorfeld zu verringern bzw. zu vermeiden. Die Herausforderung einer zunehmend älteren und komplex erkrankten Population an Device-Trägern und die damit Komplikationen ist gesundheitsökonomisch relevant und erfordert eine individualisiert-optimierte Devicetherapie. Vor allem komorbide Patienten sind gefährdet für Infektionen im Bereich der Elektroden und Aggregattaschen. Aber auch technische Defekte, System-Umstellungen oder eine funktionsunfähige Elektrode machen eine Sondenextraktion erforderlich. Die Weiterentwicklung moderner Extraktionstools ist entscheidend für die Erfolgsaussichten des perkutanen Verfahrens. Um die Devicetherapie für die zunehmend komplex erkrankte Patientenpopulation möglichst sicher zu gestalten, erarbeiten wir Therapieoptionen und Strategien zur Vermeidung von peri-operativen Komplikationen. Im Rahmen unterschiedlicher klinischer Projekte und Studien werden moderne physiologische Stimulationskonzepte, neuartige elektronische Implantate und komplexe Deviceprozeduren insbesondere auf Sicherheit und Effektivität untersucht.

Vorhofflimmern und supraventrikuläre Tachykardien

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich insbesondere mit der Verbesserung der Behandlung von Patienten mit Vorhofflimmern und anderen supraventrikulären Tachykardien. Hierbei steht besonders die Entwicklung, klinische Etablierung und Erprobung von modernsten Therapiestrategien wie z. B. fortschrittlicher Mapping- und Ablationstechniken für Patienten mit unzureichendem Ansprechen auf bisherige Standardtherapien im Vordergrund. Zudem werden in der Arbeitsgruppe internet- und smartphone-basierte Ambulanzkonzepte untersucht, welche die Qualität der Symptomkontrolle von Patienten mit Vorhofflimmern signifikant verbessern können.

Die Arbeitsgruppe hat einen engen und direkten Bezug zur klinischen Praxis und viele der Projekte werden in internationalen Kooperationen entwickelt und durchgeführt.

PD Dr. med.
Simon Kochhäuser

Rhythmologie und Devicetherapie

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.

Inflammatory Profiling bei Herzinsuffizienz

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit dem Einfluss und der Regulation von inflammatorischen Zytokinen auf den Myokardinfarkt (Luedike et al., Circulation 2012) sowie die Immunreaktion und Regeneration nach myokardialer Ischämie/Reperfusion (Pohl et al., Thromb Haemostasis 2015). Einen Schwerpunkt bildet hier die Rolle des ubiquitär vorhandenen, pro-inflammatorischen Zytokins Macrophage Migration Inhibitory Factors (MIF) und dessen Bedeutung in der kardiovaskulären Medizin und Herzinsuffizienz, die bislang weitestgehend unbekannt ist.

Neben der Analyse von post-translationalen Protein Modifikationen wie der S-Nitrosierung in verschiedenen Tiermodellen wie Herzinfarkt oder dem Hind-limb Ischämie Modell (Hendgen-Cotta and Luedike et al., Circulation 2012) liegt unser Interesse insbesondere in der Verknüpfung molekular-biologischer Grundlagenforschung mit klinischen Fragestellungen der Akut- und Intensivmedizin (Pohl et al. Resuscitation 2016) sowie der terminalen Herzinsuffizienz (Papathanasiou et al. Ann Thor Surg 2018; Papathanasio et al. ESC Heart Failure 2019) und seltenen Cardiomyopathien wie der Amyloidose (Papathanasiou et al. Int J Cardiol Heart Vasc 2020).

Im klinischen Kontext deckt der Bereich „Herzinsuffizienz und Intensivmedizin“ von der ambulanten Betreuung von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz bis zur Versorgung von Patienten mit Multiorganversagen das gesamte diagnostische und apparative Spektrum der internistischen und kardiologischen Akut- und Intensivmedizin ab. Darüber hinaus wird auch die Besetzung des Notarztstandorts Essen-Werden sowie die Qualifikation zur Zusatzbezeichnung Notfallmedizin über den Bereich Herzinsuffizienz und Intensivmedizin koordiniert.

Zur Ausstattung gehört neben der Intensivstation mit 12 Beatmungsplätzen (Med-INT II) eine kardiologische Intermediate Care Station (Med-IMC II) mit 8 Überwachungsplätzen sowie eine spezialisierte Heart Failure Unit (HFU- Station Herz 6), welche speziell für die Betreuung von Patienten mit terminaler Herzinsuffizienz inklusive Patienten mit Kunstherzversorgung (Left ventricular assist device – LVAD) vorgesehen ist und hierfür speziell geschultes Personal vorhält.

Univ.-Prof. Dr. med.
Peter Lüdike

Leitungsteam

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

Leitungsteam

PD Dr. med.
Martin Steinmetz

Leitungsteam

Experimentelle Immuntherapie der Atherosklerose

Im Fokus der Arbeitsgruppe steht die immunmodulatorische Therapie der Atherosklerose. Schwerpunkte sind die Erforschung der vaskulären Inflammation mit Blick auf zirkulierende Zellen des angeborenen und erworbenen Immunsystems. Durch eine gezielte Immuntherapie soll die Entstehung der Atherosklerose verhindert bzw. der Verlauf verlangsamt werden. Die erhobenen Daten werden in Patientenkohorten im Sinne eines translationalen Ansatzes überprüft.

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

Univ.-Prof. Dr. med.
Matthias Totzeck

Leitungsteam

Univ.-Prof. Dr. med.
Reza Wakili

Leitungsteam

Klinische und Experimentelle Rhythmologie

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich vor allem mit der Pathophysiologie, also der Krankheitsentstehung, sowie der Therapie von Herzrhythmusstörungen sowohl auf molekularer als auch auf klinischer Ebene. In enger Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Zentren verfolgen wir dabei die Evaluation neuer Therapieansätze in Form von translationalen Ansätzen oder klinischen Studien. Ein Fokus liegt auf der interventionellen Therapie von Rhythmusstörungen mittels Ablation und orale Antikoagulation bei Vorhofflimmern.