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.
