Molekulare Intervention
Die Arbeitsgruppe Molekulare Interventionen ist an therapeutischen Ansätzen in molekularen Signalwegen von Herz-Kreislauferkrankungen interessiert. Dabei wird ein weites Spektrum von kardiologischen Krankheiten, wie Ischämie/ Reperfusion, chronische-ischämische Kardiomyopathie, Herzhypertrophie und genetische Kardiomyopathien, u.a. in Großtieren abgedeckt. Als Vehikel für das Eingreifen in pathologische Signalwege werden neben pharmakologischen Agentien auch AAV-Viren verwendet, die das Arbeitsmyokard effizient und langanhaltend bei geringer Aktivierung des Immunsystems transduzieren können.
Forschungsgebiete
Abbildung: Infarktgröße nach Revaskularisierung und protektiver Therapie
Neben dem akuten Myokardinfarkt ist die chronische Durchblutungsstörung, verursacht durch ein allmähliches Verschließen einer Koronararterie, Ursache ischämischer Kardiomyopathien. Sind interventionelle und herzchirurgische Methoden zur Revaskularisierung der großen Herzkranzgefäße erschöpft, bietet sich hier die Option der molekularen Intervention zur Induktion von neuen Gefäßen im Bereich der Makro-Gefäße (Arteriogenese) und Mikrozirkulation (Angiogenese, Arteriologenese). Unser Labor hat in den letzten 10 Jahren Vektoren und Faktoren für das biologische Gefäßwachstum verbessert und im Großtiermodell erfolgreich eingesetzt. Selbst bei vorhandenen kardiovaskulären Risikofaktoren, wie erhöhten Blutfetten und Diabetes mellitus, lässt sich mit aktuellen molekularen Signalen ein solches Gefäßwachstum herbeiführen und eine deutliche Verbesserung der Durchblutung von chronisch minderdurchblutetem Myokard erzielen.
Abbildung: Neubildung von Blutgefäßen und deren Maturierung mittels Perizytenanlagerung
From: Nat Commun. 2014 Jun 9;5:3970. doi: 10.1038/ncomms4970.Herzhypertrophie
Abbildung: Mindestanforderungen für eine therapeutische Neovaskularisierung am Beispiel von Thymosin ß4
Abbildung: Blutdruck-induzierte Herzhypertrophie und Kontrolle
Verschiedene Großtiermodelle für kardiovaskuläre Erkrankungen und die relevanten Risikogruppen (Diabetes, Hyperlipidämie) wurden für die präklinische Erforschung neuartiger Therapien etabliert. Hierzu zählen u. a. das Infarktmodell (i. F. induzierter Ischämie und Reperfusion), das hibernierende Myokardmodell für die chronische Ischämie, das Hypertrophie-Modell (i. F. transverser Aortenkonstriktion) und das Duchenne-Muskeldystrophie-Modell (kongenitale Herzerkrankung).
Prof. Dr. med. Christian Kupatt-Jeremias
Group leaderDr. Andrea Bähr
Veterinary scientist (Leader of the large animal team)Dr. Tarik Bozoglu
Senior scientist (molecular biology, AAV design)Dr. Vijayanand Rajendran
Senior scientist (molecular biology, AAV design)Dr. Tilman Ziegler
Physician scientist (mice studies, angiogenetic biomolecules)Dr. Ruth Thalmann
Physician scientist (clinical studies, TAVI)Dr. Anja Stundl
Physician scientist (clinical studies, TAVI)Dr. Nour Raad
Physician scientist (modelling of electrophysiological mapping)Dr. Xinghai Li
Physician scientist (large animal interventions)Anja Wolf
Technical assistant (cell culture, AAV production, lab manager)Ina Marie Luksch
PhD student (molecular biology, AAV design)Samihana Shrestha
Veterinary doctoral student (large animal interventions)Mara Leonie Corsten
Veterinary doctoral student (large animal interventions)
Immature human engineered heart tissues engraft in a guinea pig chronic injury model. von Bibra C, Shibamiya A, Bähr A, Geertz B, Köhne M, Stuedemann T, Starbatty J, Horneffer-van der Sluis V, Klostermeier UC, Hornaschewitz N, Li X, Wolf E, Klymiuk N, Krane M, Kupatt C, Hiebl B, Eschenhagen T, Weinberger F. Dis Model Mech. 2023 May 1;16(5):dmm049834. doi: 10.1242/dmm.049834.
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Migratory and anti-fibrotic programmes define the regenerative potential of human cardiac progenitors. Poch CM, Foo KS, De Angelis MT, Jennbacken K, Santamaria G, Bähr A, Wang QD, Reiter F, Hornaschewitz N, Zawada D, Bozoglu T, My I, Meier A, Dorn T, Hege S, Lehtinen ML, Tsoi YL, Hovdal D, Hyllner J, Schwarz S, Sudhop S, Jurisch V, Sini M, Fellows MD, Cummings M, Clarke J, Baptista R, Eroglu E, Wolf E, Klymiuk N, Lu K, Tomasi R, Dendorfer A, Gaspari M, Parrotta E, Cuda G, Krane M, Sinnecker D, Hoppmann P, Kupatt C, Fritsche-Danielson R, Moretti A, Chien KR, Laugwitz KL. Nat Cell Biol. 2022 May;24(5):659-671. doi: 10.1038/s41556-022-00899-8.
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Early weaning completely eliminates porcine cytomegalovirus from a newly established pig donor facility for xenotransplantation. Egerer S, Fiebig U, Kessler B, Zakhartchenko V, Kurome M, Reichart B, Kupatt C, Klymiuk N, Wolf E, Denner J, Bähr A, Xenotransplantation 2018; 25: e12449. doi: 10.1111/xen.12449.
Interplay of cell-cell contacts and RhoA/MRTF-A signaling regulates cardiomyoycyte identity. Dorn T, Kornherr J, Parrotta EI, Zawada D, Ayetey H, Santamaria G, Iop L, Mastantuono E, Sinnecker D, Goedel A, Dirschinger RJ, My I, Laue S, Bozoglu T, Baarlink C, Ziegler T, Graf E, Hinkel R, Cuda G, Kääb S, Grace AA, Grosse R, Kupatt C, Meitinger T, Smith AG, Laugwitz KL, Moretti A., EMBO J 2018; 37: e98133. doi: 10.15252/embj.201798133.
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Transgenic expression of the human A20 gene in cloned pigs provides protection against apoptotic and inflammatory stimuli. Oropeza M, Petersen B, Carnwath JW, Lucas-Hahn A, Lemme E, Hassel P, Herrmann D, Barg-Kues B, Holler S, Queisser AL, Schwinzer R, Hinkel R, Kupatt C, Niemann H. Xenotransplantation. 2009 Nov-Dec;16(6):522-34. doi: 10.1111/j.1399-3089.2009.00556.x.
NF kappaB activation in embryonic endothelial progenitor cells enhances neovascularization via PSGL-1 mediated recruitment: novel role for LL37. Pfosser A, El-Aouni C, Pfisterer I, Dietz M, Globisch F, Stachel G, Trenkwalder T, Pinkenburg O, Horstkotte J, Hinkel R, Sperandio M, Hatzopoulos AK, Boekstegers P, Bals R, Kupatt C. Stem Cells. 2010 Feb;28(2):376-85. doi: 10.1002/stem.280.
- European Research Council
HORIZON-2020 Excellent Science/ ERC-2020-AdG: Cor-Edit-P (Cardiac open reading frame edition to study cardiomyopathies in pigs), ID: 101021043
HORIZON-HLTH-2022-DISEASE-06-two-stage/ grant: GEREMY (Gene Therapy for treatment of rare inherited Arrhythmogenic CardioMyopathy), ID: 101080204
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
SFB TRR 127: Xenotransplantation (local immunomodulation by viral vectors and genetic modifications)
SFB TRR 267: non-coding RNA in cardiovascular systems (in vivo manipulation of non-coding RNAs in pig hearts
- Deutsches Zentrum für Herz-/Kreislaufforschung, Munich Heart Alliance
Standortprojekt: Large animal models, FKZ 81Z0600602
Translationales Forschungsprojekt: rAAV-MRTF-A-based vascular gene therapy in chronic hindlimb ischemia (GeneVaPad), FKZ 81X2600628
- Else-Kröner-Fresenius Stiftung
Projekt: Refined locoregional genome editing to treat Duchenne muscular dystrophy, FKZ: 2022_EKSE.41
- DLR Projektträger
Peptidstudie in Kooperation mit der Universität Heidelberg: S100A1ct Peptidtherapie der dekompensierten Herzmuskel-schwäche mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF), FKZ 01KC2008B
- Auftragsforschung