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Ziel der Arbeitsgruppe Kardiovaskuläre Pharmakologie ist es, molekulare Schlüsselsignale für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu identifizieren. Im Fokus der Arbeiten stehen unter anderem Herzinsuffizienz (Herzschwäche) und kardiale Hypertrophie (verdickter Herzmuskel). Um etwas gegen das hohe Sterblichkeitsrisiko und die große Verbreitung dieser Herzerkrankungen zu unternehmen, ist es wichtig, diese früh zu diagnostizieren und den Krankheitsverlauf positiv zu beeinflussen. Dafür bedarf es jedoch genauer Informationen über die molekularen Ursachen der Erkrankungen.

Bei erhöhter Belastung, etwa durch einen hohen Blutdruck, reagiert das Herz mit gesteigertem Wachstum des Herzmuskels. So kann es der Belastung zunächst standhalten und bis zu einem gewissen Punkt seine Leistungsfähigkeit auf gesunde Art und Weise steigern. Irgendwann jedoch ist der Punkt erreicht, an dem der Prozess ins Negative kippt: Wenn die Belastung dauerhaft zu groß ist und der Herzmuskel zu stark wächst, sterben Herzmuskelzellen ab, das Herz vernarbt und trägt davon langfristige Schäden.

© ISAS / Hannes Woidich

Molekularer Fingerabdruck von Herzkreislauferkrankungen

Physiologisch sind diese schädlichen Prozesse gut untersucht, auf molekularer Ebene ist jedoch weitgehend unklar, was genau in den Zellen passiert – und wie sich eine Herzinsuffizienz oder kardiale Hypertrophie aufhalten lassen könnten. Den Forschenden der Arbeitsgruppe ist es gelungen, bereits erste mögliche Angriffspunkte (Targets) für Arzneimitteltherapien zu identifizieren: So spielen die extrazellulär regulierten Kinasen (ERK) 1 und 2 eine Rolle bei der Entstehung pathologischer kardialer Hypertrophie. Ändert sich der Abstand zwischen diesen beiden Enzymen, erfolgt im Körper eine biochemische Veränderung, die ein krankhaftes Herzwachstum auslösen kann. Die Forschenden identifizierten eine Eiweißsequenz, die ERK 1 und ERK2 Sprichwörtlich auf Abstand halten kann.

ERK1 und ERK2 spielen auch bei Arteriosklerose (Gefäßverkalkung) und Krebs eine Rolle. Die Erkenntnisse der Wissenschaftler:innen zu den beiden Enzymen liefern damit auch wichtige Informationen für diese Erkrankungen.

Weiterhin suchen die Forschenden nach einem Mechanismus, der zu positiver Intropie, einer erhöhten Pumpleistung des Herzens führt, ohne jedoch dem Herzmuskel auf Dauer zu schaden. Auch über diesen Signalweg könnte eine therapeutische Strategie zur Behandlung von Herzinsuffizienz entstehen. Um diese und andere Regulationsmechanismen im gesunden und kranken Herzen aufzudecken, auch um kardiotoxische Mechanismen von beispielsweise Krebsmedikamenten zu verstehen, arbeiten die Wissenschaftler:innen dieser Arbeitsgruppe mit gereinigten Proteinen, Zelllinien, primären Zellen, Geweben, Mausmodellen für verschiedene Formen der Herzinsuffizienz sowie verschiedenen molekularbiologischen und biochemischen Methoden.

Highlights

10. Juli 2024

Schilddrüsenhormone: Taktgeber für das Herz?

Der Sonderforschungsbereich „Local Control of Thyroid Hormone Action – LOCOTACT“ untersucht die lokale Kontrolle der Wirkungen von Schilddrüsenhormonen in Organen wie etwa Herz oder Leber. Um neue Therapieansätze für beispielsweise Herz-Kreislauf-Erkrankungen finden zu können, wollen Forschende am ISAS wissen: Wie steuert der Körper den Transport, Stoffwechsel und Wirkmechanismus von Schilddrüsenhormonen im Herz?

Videograf André Zelck (rechts im Bild) begleitet die Doktorandin Stefanie Dörr (Kardiovaskuläre Pharmakologie) bei ihrer Arbeit am Echokardiographiegerät.
21. November 2023

Neue Diagnosemethode für eine gefährliche Erbkrankheit

Mithilfe der Raman-Spektroskopie haben Forschende am ISAS eine neue Diagnosemethode erprobt, die möglichweise dabei helfen kann, die Erkrankung Morbus Fabry früher zu diagnostizieren. Bisher wird die Krankheit häufig zu spät erkannt - wenn sie bereits das Herz und andere Organe angegriffen hat.

Dr. Elen Tolstik.
16. September 2022

Unterschiede sind entscheidend

Was bedeuten geschlechterspezifische Unterschiede für die Gesundheitsforschung? Die Antworten geben fünf ISAS-Wissenschaftler:innen mit unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten.

Female symbol, unequal, male symbol.
25. August 2022

Zwei ISAS-Postdocs beim Leibniz-Mentoring angenommen

Die Physikerin Dr. Elen Tolstik und die Biologin Dr. Fiorella Solari geben einen Einblick, was sie sich von der Teilnahme am Mentoring-Programm der Leibniz-Gemeinschaft erhoffen.

Dr. Elen Tolstik & Dr. Fiorella Solari.
25. März 2022

Herzensangelegenheit: deutsch-chinesische Zusammenarbeit

Beim Projekt »ChInValue – NRW-China Kooperationen: GRK5-Inhibitoren« arbeiten Wissenschaftler:innen gemeinsam an einem Wirkstoff für die Therapie von Herzinsuffizienz.

Miriam Kleindl analysiert die Aktivierung und Menge von Proteinen der in vivo GRK-Studie, um herauszufinden, wie die Signalwege reguliert werden.

Projekte

Team

Prof. Dr. Kristina Lorenz

Abteilungsleiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von Prof. Dr. Kristina Lorenz.

Jonas Bodmann

Laborant

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Jonas Bodmann.

Johann Dierks

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Johann Dierks.

Stefanie Dörr

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Stefanie Dörr.

Stefanie Güssgen

Laborantin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Stefanie Güssgen.

Malin Hedtstück

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Malin Hedtstück.

Marzena Aneta Nowak

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Carlotta Peddinghaus

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Carlotta Peddinghaus.

Dr. Eva Schmitteckert

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Dr. Elen Tolstik

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von Dr. Elen Tolstik.

Ann-Katrin Weiss

Technische Assistentin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Ann-Kathrin Weiss.

Tobias Wieczorek

Studentische Hilfskraft

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Kardiovaskuläre Pharmakologie

Portrait von  Tobias Wieczorek.