Visual Universitätsmedizin Mainz

Juniorgruppe 'Systemische Inflammation und vaskuläre Erkrankung'

Dr. Susanne Karbach

Leiterin der Juniorgruppe

Die tiefe Venenthrombose (TVT) und die konsekutive Thromboembolie sind – neben der kardiovaskulären Erkrankung – die Haupttodesursache weltweit. Die Thrombusbildung ist mit dem Vorliegen von Inflammation assoziiert – und Inflammation kann sowohl Ursache als auch Folge der TVT sein. Während der Thrombus-Entstehung und -Auflösung sind Immunzellen wesentlich: Besonders die Interaktion zwischen Monozyten / Makrophagen und neutrophilen Granulozyten ist hier wichtig. Die Depletion von myelomonozytären Zellen beschleunigt die Auflösung venöser Thromben.

IL-6 ist ein Zytokin, welches während der Immunantwort von hoher Relevanz ist, besonders beim Übergang der angeborenen zur erworbene Immunität. Es wird sezerniert von Monozyten, Makrophagen, Endothelzellen, Fibroblasten und partiell auch von neutrophilen Granulozyten, führt zur Neutrophilen-Rekrutierung und stimuliert die IL-17 Produktion durch CD4+ T-Zellen (Th17 Zell-Differenzierung), die ebenfalls zur Rekrutierung myelomonozytärer Zellen führt. Auf Grund seiner zentralen Rolle bei der Immunantwort ist IL-6 wichtig im Kontext der vaskulären Inflammation, vaskulären Dysfunktion und Hypertonus sowie der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankung. IL-6 ist auch wesentlich bei der Verbindung von Inflammation, Gerinnung und Thrombose: Es beschleunigt die Entstehung arterieller Thromben, wenn es nach Exposition mit Feinstaub von Alveolarmakrophagen sezerniert wird (was zu einer verminderten Clotting Time führt) und führt zu einer erhöhten Plättchen-Aktivierung bei experimenteller Kolitis. IL-6 kann direkt die Empfänglichkeit der Plättchen auf die Thrombin-induzierte Aktivierung bewirken, die Tissue Faktor (TF)-Expression sowie die TF-Oberflächenexpression auf Monozyten erhöhen, die Thrombopoese über Thrombopoetin stimulieren und führt zu einer Hyperaktivierung von Plättchen. Wir analysieren Mäuse, die IL-6 in myelomonozytären Zellen überexprimieren (LysM-IL-6ind/+ Mäuse) bezüglich ihrer Thrombus Entwicklung im Modell der inferioren Vena cava (IVC) Stenose. 

Da das bessere Verständnis der inflammatorischen Mechanismen hinter der Thrombose-Entstehung wesentlich ist, um die Antikoagulationstherapie anzupassen und zu optimieren, möchten wir die Rolle von IL-6 und der assoziierten Zytokine bei der Entstehung von Thrombosen weiterführend untersuchen mit speziellem Fokus auf die Neutrophilen-, Monozyten-/Makrophagen- und Thrombozyten-Interaktion.

Forschungsschwerpunkte

  • Entzündliche Mechanismen in der tiefen Venenthrombose
  • Rolle von IL-6 und IL-6-induzierten Zytokinen bei der Interaktion zwischen den Zellen und Faktoren des Immun- und Blutgerinnungssystems
  • Untersuchung von IL-6 und weiteren Entzündungsmarkern in TVT Patienten und Korrelation mit dem Krankheitsverlauf

Kooperationspartner

Partner an der Universitätsmedizin Mainz

  • Prof. Philip Wenzel (CTH)
  • Prof. Ari Waisman (Institut für Molekulare Medizin)
  • Prof. Andreas Daiber (Zentrum für Kardiologie – Kardiologie I)
  • Prof. Bernhard Lämmle as senior professor (CTH)
  • PD Dr. Kerstin Jurk (CTH)
  • Prof. Wolfram Ruf (CTH)
  • Jun.-Prof. Christoph Reinhardt (CTH)
  • PD Dr. Mareike Lankeit, Dr. Lukas Hobohm (CTH)
  • Prof. Huige Li (Institut für Pharmakologie)
  • Prof. Dr. Ellen Closs (Institut für Pharmakologie)
  • Prof. Dr. Markus Radsak (III. Medizinische Klinik, Institut für Immunologie)
  • Prof. Christine Espinola-Klein (Zentrum für Kardiologie, Angiologie)

Internationale Kooperationen 

  • Prof. Jens Titze (Vanderbilt University, Nashville, USA)
  • Prof. Dominik (Müller, Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, Berlin) 
  • Dr. Henry Spronk (CARIM, Maastricht,Niederlande)
  • Prof. Thomas Korn (Experimentelle Neurologie, TU München)
  • Prof. Ingo Bechmann (Institut für Anatomie, Universität Leipzig)

Drittmittelförderung

  • BMBF (CTH, 01EO1503)
  • DFG (KA 4035/1-1)
  • Boehringer Ingelheim Stiftung
  • DZHK

Team - Juniorgruppe 'Systemische Inflammation und vaskuläre Erkrankung'

Dr. med. Karbach
Dr. med. Susanne Karbach
Funktionen: Oberärztin Kardiologie I, Projektleiterin

karbasu@uni-mainz.de
Weitere Informationen

Knopp
Tanja Knopp
Funktionen: Wissenschaftliche Mitarbeiterin

06131/17-8036
tanjaknopp@uni-mainz.de

Schüler
Rebecca Schüler
Funktionen: Wissenschaftliche Mitarbeiterin

06131/17-8036
rebeccaschueler@uni-mainz.de

Virchow Fellow

Dr. med. Wild
Dr. med. Johannes Wild
Funktionen: Virchow Fellow

06131/17-8036
Johannes.Wild@unimedizin-mainz.de

Ausgewählte Publikationen

Kossmann S, Lagrange J, Jäckel S, Jurk K, Ehlken M, Schönfelder T, Weihert Y, Knorr M, Brandt M, Xia N, Li H, Daiber A, Oelze M, Reinhardt C, Lackner K, Gruber A, Monia B, Karbach SH, Walter U, Ruggeri ZM, Renne T, Ruf W, Münzel T, Wenzel P (2017) Platelet-localized fxi promotes a vascular coagulation-inflammatory circuit in arterial hypertension. Science translational medicine 9

Karbach SH, Schönfelder T, Brandao I, Wilms E, Hormann N, Jäckel S, Schuler R, Finger S, Knorr M, Lagrange J, Brandt M, Waisman A, Kossmann S, Schäfer K, Münzel T, Reinhardt C, Wenzel P (2016) Gut microbiota promote angiotensin ii-induced arterial hypertension and vascular dysfunction. Journal of the American Heart Association 5 

Klebow S, Hahn M, Nikoalev A, Wunderlich FT, Hövelmeyer N, Karbach* SH, Waisman* A (2016) Il-6 signaling in myelomonocytic cells is not crucial for the development of imq-induced psoriasis. PloS one 11:e0151913 

Uluckan O, Jimenez M, Karbach S, Jeschke A, Grana O, Keller J, Busse B, Croxford AL, Finzel S, Koenders M, van den Berg W, Schinke T, Amling M, Waisman A, Schett G, Wagner EF (2016) Chronic skin inflammation leads to bone loss by il-17-mediated inhibition of wnt signaling in osteoblasts. Science translational medicine 8:330ra337 

Wenzel P, Rossmann H, Müller C, Kossmann S, Oelze M, Schulz A, Arnold N, Simsek C, Lagrange J, Klemz R, Schönfelder T, Brandt M, Karbach SH, Knorr M, Finger S, Neukirch C, Hauser F, Beutel ME, Kröller-Schön S, Schulz E, Schnabel RB, Lackner K, Wild PS, Zeller T, Daiber A, Blankenberg S, Münzel T (2015) Heme oxygenase- 1 suppresses a pro-inflammatory phenotype in monocytes and determines endothelial function and arterial hypertension in mice and humans. Eur Heart J 36:3437-3446

Croxford* AL, Karbach* S, Kurschus FC, Wörtge S, Nikolaev A, Yogev N, Klebow S, Schüler R, Reissig S, Piotrowski C, Brylla E, Bechmann I, Scheller J, Rose-John S, Wunderlich FT, Münzel T, von Stebut E, Waisman A (2014) Il-6 regulates neutrophil microabscess formation in IL-17a-driven psoriasiform lesions. J Invest Dermatol 134:728-735

Karbach S, Croxford AL, Oelze M, Schüler R, Minwegen D, Wegner J, Koukes L, Yogev N, Nikolaev A, Reissig S, Ullmann A, Knorr M, Waldner M, Neurath MF, Li H, Wu Z, Brochhausen C, Scheller J, Rose-John S, Piotrowski C, Bechmann I, Radsak M, Wild P, Daiber A, von Stebut E, Wenzel P, Waisman A, Münzel T (2014) Interleukin 17 drives vascular inflammation, endothelial dysfunction, and arterial hypertension in psoriasis-like skin disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol 34:2658-2668

Karbach S, Wenzel P, Waisman A, Münzel T, Daiber A (2014) Enos uncoupling in cardiovascular diseases--the role of oxidative stress and inflammation. Current pharmaceutical design 20:3579-3594

El Malki* K, Karbach* SH, Huppert* J, Zayoud M, Reissig S, Schüler R, Nikolaev A, Karram K, Münzel T, Kuhlmann CR, Luhmann HJ, von Stebut E, Wörtge S, Kurschus FC, Waisman A (2013) An alternative pathway of imiquimod-induced psoriasis-like skin inflammation in the absence of interleukin-17 receptor a signaling. J Invest Dermatol 133:441-451

Simon* A, Karbach* S, Habermeier A, Closs EI (2013) Decoding the substrate supply to human neuronal nitric oxide synthase. PloS one 8:e67707

Karbach S, Jansen T, Horke S, Heeren T, Scholz A, Coldewey M, Karpi A, Hausding M, Kröller-Schön S, Oelze M, Münzel T, Daiber A (2012) Hyperglycemia and oxidative stress in cultured endothelial cells--a comparison of primary endothelial cells with an immortalized endothelial cell line. J Diabetes Complications 26:155-162

Wenzel P, Knorr M, Kossmann S, Stratmann J, Hausding M, Schuhmacher S, Karbach SH, Schwenk M, Yogev N, Schulz E, Oelze M, Grabbe S, Jonuleit H, Becker C, Daiber A, Waisman A, Münzel T (2011) Lysozyme m-positive monocytes mediate angiotensin II-induced arterial hypertension and vascular dysfunction. Circulation 124:1370-1381 

*contributed equally