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Labor trifft Klinik: mit Stammzellen die Herzfunktion verstehen

Dortmund, 11. März 2026

PD Dr. Anna Klinke leitet das Agnes Wittenborg Institut für translationale Herz-Kreislaufforschung am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW). Beim Projekt HI-FIVE (s. Infobox) arbeitet sie daran, mit patientenspezifischen Stammzellen neue Erkenntnisse über Herzinsuffizienz (Herzschwäche) zu gewinnen. Gemeinsam mit dem ISAS, der Lead Discovery Center GmbH und ihren Kolleg:innen am HDZ NRW forscht sie daran, einen neuen Therapieansatz für Herzinsuffizienz zu entwickeln.

PD Dr. Anna Klinke leitet das Agnes Wittenborg Institut für translationale Herz-Kreislaufforschung am Herz- und Diabeteszentrum NRW.

© HDZ NRW

Wie sieht ein typischer Arbeitstag bei Ihnen aus?

Da ich viele verschiedene Forschungsprojekte leite, ist mein Alltag stark von Austausch geprägt. Ich bespreche regelmäßig mit meinem interdisziplinären Team aus Postdocs, Promovierenden sowie weiteren Kollegen und Kolleginnen aus Naturwissenschaft, Medizin und Technik den Stand der Projekte – inhaltlich und methodisch. Hinzu kommen Abstimmungen mit externen Kooperationspartnern, etwa zur Weiterentwicklung von Projekten oder zu gemeinsamen Publikationen.

Daneben gehören Begutachtungen und eigene Schreibarbeit zu meinem Job: Ich prüfe Förderanträge und Manuskripte, verfasse Fachpublikationen und stelle Anträge für Fördermittel. Außerdem koordiniere ich Ethikanträge, plane Studien mit und arbeite mit Proben von Patientinnen und Patienten – persönlich betreue ich diese aber nicht.

Wie sind Sie zur Herzforschung gekommen?

Ich habe mich schon während meines Pharmazie-Studiums besonders für Physiologie interessiert, also für das Zusammenspiel der Organe im menschlichen Körper. Als ich nach einer Promotionsstelle gesucht habe, wollte ich deshalb bewusst in einen Bereich gehen, der sich mit physiologischen Vorgängen im Gesamtorganismus beschäftigt. Die Kardiologie lag für mich nahe, weil das Herz-Kreislauf-System ein zentraler Bestandteil dieser Prozesse ist. Daher habe ich auf diesem Fachgebiet promoviert und bin dem seitdem treu geblieben.

Was motiviert Sie bei Ihrer Arbeit?

Unser Antrieb in der Forschung sind ganz klar die Patienten und Patientinnen. Wir stehen in engem Austausch mit den Medizinern und Medizinerinnen und fragen immer wieder: Welche Probleme bei der Behandlung sind noch ungelöst? Was verstehen wir bei bestimmten Erkrankten noch nicht? Wo müssen wir für ihre Behandlung ansetzen? Forschung ohne Blick auf eine mögliche therapeutische Relevanz würde für mich keinen Sinn ergeben.

Das Ziel muss immer sein, neue Erkenntnisse perspektivisch in die Klinik, also an das Patientenbett, zu bringen. Die größte Herausforderung bleibt dabei die Translation: der Weg von der experimentellen Grundlagenforschung bis zur klinischen Anwendung.

Wie funktioniert die Zusammenarbeit zwischen Ihrem Institut und der Klinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie / Angiologie?

Mein Team und ich arbeiten sehr eng mit der Klinik zusammen: Wir treffen uns regelmäßig mit dem Klinikdirektor und weiteren forschungsaktiven Ärztinnen und Ärzten, um zu besprechen, wo es in der Versorgung von Patienten und Patientinnen noch Lücken gibt, welche Fragen offen sind und was wir aus der Laborperspektive beitragen können.

Ein wichtiger Teil dieser Verzahnung sind auch unsere Medizin-Promovierenden, die ein Bindeglied zwischen Klinik und Labor darstellen. Wenn wir beispielsweise bei Mäusen Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen bestimmten Faktoren finden, prüfen wir, ob sich dieser auch im Patientenkollektiv nachweisen lässt. Dazu werten wir zum Beispiel Echokardiografie-Daten oder Herzkatheter-Messungen aus, um unsere experimentellen Ergebnisse klinisch zu überprüfen. So entsteht ein enger wechselseitiger Austausch zwischen Grundlagenforschung und Patientenversorgung.

HI-FIVE

Im Projekt HI-FIVE arbeiten Forschende und Mediziner:innen an einem neuen Therapieansatz bei Herzinsuffizienz. Im Mittelpunkt stehen GRK5-Inhibitoren. Diese Wirkstoffe sollen ein Enzym blockieren, das bei Herzschwäche krankhaft überaktiv ist und eine zentrale Rolle im Krankheitsgeschehen spielt. Ziel des Verbundprojekts ist es, verschiedene Formen der Herzinsuffizienz künftig präziser behandeln zu können – vor allem bei Patient:innen, bei denen verfügbare Therapien bislang nur unzureichend greifen, oder für die es keine passende Behandlung gibt.

»HI-FIVE – GRK5-Inhibitoren zur Therapie verschiedener Herzinsuffizienz-Entitäten« ist im Juli 2025 gestartet. Die NRW-Landesregierung und Europäische Union fördern das dreijährige Projekt mit ca. 2,1 Mio. Euro.

Welche Rolle übernehmen Sie als wissenschaftliche Leiterin bei HI-FIVE?

Bei HI-FIVE haben ich zunächst mit Prof. Dr. Tanja Rudolph, unserer ärztlichen Leiterin im Projekt, die Patientenkollektive definiert. Dabei ging es vor allem darum, klinisch klar charakterisierte Einschlusskriterien festzulegen, um für unsere Studie mit etwa 500 Teilnehmenden wirklich gut definierte, heterogene Gruppen zu untersuchen.

Mein Schwerpunkt bei HI-FIVE liegt auf dem Thema Stammzellen. Wir haben in unserem Labor ein Verfahren etabliert, wie man aus monozytären Blutzellen durch Reprogrammierung induzierte Stammzellen generiert. Aktuell arbeiten wir daran, diese Stammzellen weiter zu differenzieren, das heißt, sie gezielt in spezialisierte Zelltypen umzuwandeln. Dabei entwickeln wir insbesondere Kardiomyozyten, also Herzmuskelzellen, und Endothelzellen. Bei Letzteren handelt es sich um Zellen, die die Innenwand von Blutgefäßen auskleiden. Auf diese Weise können wir im Labor Herz- und Gefäßzellen aus den Stammzellen einzelner Patientinnen und Patienten herstellen. Damit untersuchen wir sowohl die Krankheitsmechanismen als auch die unterschiedlichen Ausprägungen der Herzinsuffizienz – und testen neue Wirkstoffe. Die methodische Optimierung und das Feintuning dieser Prozesse im Labor sind ein zentraler Teil meiner Aufgaben.

Können Sie uns erläutern, welche Rolle Stammzellen bei der Erforschung der Herzschwäche spielen?

Die Stammzellen bilden im Projekt HI-FIVE eine Verbindung zwischen dem Patientent:innen-Phänotyp, also den beobachtbaren Eigenschaften einer Zelle, und dem Einfluss der Wirkstoffe, in diesem Fall GRK5-Inhibitoren. Unser Ziel ist es, aus patienteneigenen Stammzellen Kardiomyozyten und Endothelzellen zu generieren und zu untersuchen, ob diese Zellen den krankheitsspezifischen Phänotyp tatsächlich widerspiegeln.

Gerade bei nicht genetisch bedingter Herzinsuffizienz, etwa metabolischen Formen, ist bislang unklar, ob sich krankhafte Eigenschaften in reprogrammierten Stammzellen abbilden lassen. Auch bei den daraus differenzierten Zellen ist unklar, ob sie den krankheitsspezifischen Phänotyp tragen. Diese grundlegende Frage möchten wir klären. Darüber hinaus bieten uns die Stammzellen die Möglichkeit, den jeweiligen GRK5-Inhibitor direkt an humanen Zellen zu testen und seine Wirksamkeit zu untersuchen. Die Zellensind damit ein entscheidendes Instrument, um experimentelle Erkenntnisse näher an die klinische Realität heranzuführen.

Worauf freuen Sie sich in den kommenden Projektphasen besonders?

Besonders gespannt bin ich darauf, wenn die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kristina Lorenz am ISAS unsere ersten patientenspezifischen Stammzellen funktionell untersucht. An den Herzmuskelzellen lassen sich Kontraktion, Kontraktionskraft und Mitochondrienfunktion messen – also genau das Zusammenspiel von Energiehaushalt und mechanischer Leistung, das für die Herzfunktion zentral ist.  Wir arbeiten hier bereits in anderen Projekten mit aus Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten und wissen, wie anspruchsvoll – aber auch wie spannend – diese Experimente sind.

Besonders reizvoll wird es, die am ISAS erhobenen Daten mit unseren eigenen Ergebnissen zu kombinieren. Durch die enge Zusammenarbeit profitieren wir zudem auch methodisch voneinander. Letztlich hoffe ich, dass der große Aufwand des Stammzellprojekts in Erkenntnissen mündet, die uns helfen, den pharmakologischen Effekt besser zu verstehen.

(Das Interview führte Eske Haverkamp.)

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