Kardiovaskuläre Funktion

Kardiovaskuläre Krankheitsbilder (CardioVascular Disease, CVD) wie Arteriosklerose, Myokardinfarkt , venöse Thromboembolie oder arterielle Hypertonie gehören zu den führenden globalen Ursachen für Mortalität und Morbidität. Pathophysiologisch spielen die Dysfunktion des Gefäßendothels, eine überschießende Proliferation und Migration von Glattmuskelzellen und die Aktivierung von Blutplättchen sowie Entzündungszellen eine entscheidende Rolle. Die Ruptur einer atherosklerotischen Plaque mit nachfolgender Thrombose und Minderdurchblutung im nachgeschalteten Perfusionsgebiet ist eine häufige akute Komplikation im Herz-/Kreislaufsystem und äußert sich klinisch als Herzinfarkt, Schlaganfall oder peripher-arterielle Ischämie. Eine tiefe Venenthrombose kann bei Embolisation in die Lungenstrombahn eine akut lebensbedrohliche Lungenembolie auslösen. Beim Überleben des akuten Ereignisses treten Wundheilungsprozesse in Kraft, die zur Wiederherstellung der vaskulären Integrität und Gewebedurchblutung beitragen, jedoch auch gestört ablaufen können (z. B. beim Vorliegen kardiovaskulärer Risikofaktoren).

Als eines seiner zentralen Ziele hat sich das CTH den Aufgaben gewidmet, die Rolle von Entzündung und Gerinnung in der Pathogenese von CVD besser zu verstehen und wie fehlgeleitete Signalprozesse in Endothel- und Glattmuskelzellen die Auflösung arterieller und venöser Thromben stören. Zur Untersuchung der Pathophysiologie vaskulärer Reparaturprozesse wurden spezielle Zellkulturassays und Mausmodelle entwickelt, die eine detaillierte Untersuchung der zeitlichen und räumlichen Abläufe sowie kritischer Mediatoren oder therapeutischer Strategien unter standardisierten Bedingungen erlauben. Das Plattformlabor „Kardiovaskuläre Funktion“ bietet die technische und methodische Expertise und spezialisierte Zell- und Krankheitsmodelle an, um diese und andere Fragestellungen zu beantworten.

Modelle und Methoden

AG Wenzel

• Mausmodell für arterielle Hypertonie (Angiotensin II Infusion in osmotischen Minipumpen, Nephrektomie, Fütterungsmodelle)
• LAD Ligatur zur Induktion von Myokardinfarkt und Ischämie-Reperfusions-Schaden in der Maus
• Bildgebung der Vaskulatur und der systolischen und diastolischen Herzfunktion mittels Hochfrequenzultraschall (VisualSonics, Vevo 3100) im B-Mode, M-Mode und Doppler Modus
• Invasive und kontinuierliche Blutdruck- und EKG-Messung
• Invasive Hämodynamik mittels Millar-Katheter (AG Prof. Dürr/ AG PD Dr. Schlotter)
• Funktionelle Analysen der vaskulären endothelialen und glattmuskulären Funktion (isometrische Spannungsstudien, ADinstruments Organbad und Powerlab)

AG Schäfer

• Hämodynamik arterielle Thrombose im FeCl₃-Mausmodell an derA. carotis communis
• Mausmodell venöse Stase und Thrombose der Vena cava inferior
• Morphometrie Neointimabildung (Restenose) und atherosklerotischer Läsionen (Aortenwurzel, A. brachiocephalica, en face)
• Analyse der vaskulären Kalzifizierung im Mausmodell und in kultivierten Zellen
• Protokolle zur immunhistochemischen Analyse der zellulären und strukturellen Zusammensetzung vaskulärer Läsionen
• Nicht-invasive Quantifizierung der Durchblutung (mittels Laser Doppler Perfusion Imaging) nach unilateraler Hinterlaufischämie im Mausmodell
• Quantifizierung der Gefäßneubildung (Angio- und Arteriogenese) in vivo, ex vivo und in vitro (z.B. Matrigel™- und Sphäroid-Angiogenese-Assay)
• Live Cell Imaging in Kombination mit Reportergen-transgenen Mäusen und Fluoreszenzmikroskopie
• Isolierung und Kultur von Endothel- und Glattmuskelzellen aus verschiedenen Geweben
• Zellkultur unter Hypoxie-Bedingungen

Projekte, die diese Methode verwenden

• DFG Projekte SCHA 808/9-2, SCHA 808/17-1, WE 4361/3-1 und WE 4361/4-1
• Emmy Noether Gruppe Jun.-Prof. Dr. Carsten Deppermann
• SFB 1531 (Projekt A09 Schäfer)
• Projektförderung Deutsche Herzstiftung
• Projektförderung Else-Kröner Fresenius-Stiftung
• Deutschs Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK); die Plattform ist Teil der DZHK Shared Expertise "Plattformlabor CTH" (SE 076) und „Adipokine Signaling“ (SE 094)
• Forschungsinitiative Resilience, Adaptation and Longevity (ReALity)
• BMFTR-geförderte „Clusters4Future“-Initiative curATime (Projekt P8 heartATech)
• Clinician Scientist Program of the Centre for Healthy Ageing (CHANCE) (Brandt, Molitor)

Wissenschaftliche Plattform Koordination

• Kontakt

Univ.-Prof. Dr. med. Katrin Schäfer

Leitung der Arbeitsgruppe „Translationale Vaskuläre Biologie“, Abteilung Kardiologie und Angiologie / Center for Thrombosis and Hemostasis

06131 17-4221

Plattform Betreuung

• Kontakt

Dr. rer. nat. Stefanie Finger

Senior PostDoc

Auswahl an Referenzen

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• Schäfer S, Gogiraju R, Rösch M, Kerstan Y, Beck L, Garbisch J, Saliba AE, Gisterå A, Hermanns HM, Boon L, Kastenmüller W, Schäfer K, Cochain C, Zernecke A. CD8+ T Cells Drive Plaque Smooth Muscle Cell Dedifferentiation in Experimental Atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2024 Aug;44(8):1852-1872.
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