Forschungsprofil

Erforschung von Pathomechanismen der Hypertrophen Kardiomyopathie (HCM) auf mehreren Ebenen mit Blick auf grundlegende Funktionsmechanismen der Kardiomyozyten und des Myokards.

Der Fokus liegt hier auf vertieften Untersuchungen zu unserer „contractile imbalance“ Hypothese. Wir gehen davon aus, dass die beobachtete, örtlich (und zeitlich) höchst variable Expression von mutiertem und Wildtyp-Protein in den einzelnen Kardiomyozyten der heterozygoten HCM-Patienten zu einem funktionellen Ungleichgewicht zwischen den Kardiomyozyten im Synzytium des Herzmuskels führt. Dies könnte wesentlich zur Entstehung charakteristischer Merkmale der HCM wie disarray (zelluläre und myofibrilläre Unordnung), Hypertrophie und Fibrosierung beitragen. Ziel ist, zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze beizutragen.  Lesen Sie mehr ....

 

Aktuelle Fragen:

• Ist die von uns für HCM-assoziierte Mutationen in den Genen des β-kardialen Myosins, des kardialen Troponin Is (cTnI) und des kardialen Myosin-bindenden Proteins C (cMyBP-C) gezeigte stochastische, voneinander unabhängige burst-like-Transkription von Wildtyp- und mutiertem Allel und die daraus resultierende funktionelle Ungleichheit (contractile imbalance) benachbarter Herzmuskelzellen eine wesentliche Grundlage für die Krankheitsentstehung der HCM? Trifft dies auch auf Mutationen in weiteren sarkomerischen Proteinen zu? Lesen Sie mehr ...
   
• Welche zellulären Mechanismen liegen der Maturierung von hPSC-CMs hinsichtlich der Expression sarkomerischer Proteine, der Sarkomerfunktion und der elektromechanischen Kopplung zugrunde? Wie können diese Mechanismen aktiviert werden, um die Funktionalität von hPSC-CMs als Testsysteme und Krankheitsmodelle sowie in der regenerativen Medizin zu optimieren? Wie entwickeln sich hPSC-CMs in Gewebeverbänden hinsichtlich Maturierung und Integration weiter und wie kann die Integration optimiert werden? Lesen Sie mehr ...
   
• Welche Rolle spielt die unterschiedliche Expression kardialer und nicht-kardialer Isoformen sarkomerischer Proteine in hPSC-CMs und Kardiomyozyten im adulten Herzen für die Funktion von Myofibrillen, isolierten Zellen und Zellen im Gewebeverband? Was können wir daraus für das Verständnis kardialer Kontraktionsmechanismen und für Veränderungen bei kardialen Erkrankungen ableiten?  Lesen Sie mehr ....

 

 

Charakterisierung und weitere Maturierung  von humanen pluripotenten Stammzellen abgeleiteter Kardiomyozyten (hPSC-CMs) im direkten Vergleich zu humanen, adulten Kardiomyozyten, um zellbasierte Krankheitsmodelle für Kardiomyopathien und neue pharmakologische Interventionsmöglichkeiten für HCM zu entwickeln.

 

Aktuelle Fragen: 

• Welche zellulären Mechanismen liegen der Maturierung von hPSC-CMs hinsichtlich der Expression sarkomerischer Proteine, der Sarkomerfunktion und der elektromechanischen Kopplung zugrunde? Wie können diese Mechanismen aktiviert werden, um die Funktionalität von hPSC-CMs als Testsysteme und Krankheitsmodelle sowie in der regenerativen Medizin zu optimieren? Wie entwickeln sich hPSC-CMs in Gewebeverbänden hinsichtlich Maturierung und Integration weiter und wie kann die Integration optimiert werden? Lesen Sie mehr ....
   
• Welche Rolle spielt die unterschiedliche Expression kardialer und nicht-kardialer Isoformen sarkomerischer Proteine in hPSC-CMs und Kardiomyozyten im adulten Herzen für die Funktion von Myofibrillen, isolierten Zellen und Zellen im Gewebeverband? Was können wir daraus für das Verständnis kardialer Kontraktionsmechanismen und für Veränderungen bei kardialen Erkrankungen ableiten?  Lesen Sie mehr ....

 

Charakterisierung molekularer Mechanismen der Kontraktion und der Funktion von Motorproteinen, die an intrazellulärem Transport und zellulärer Motilität beteiligt sind, bis auf Einzelmolekülebene, insbesondere im Kontext der Physiologie und Pathophysiologie des Herzens.

 

Aktuelle Fragen:

• Welche Auswirkungen haben unterschiedliche Isoformen und posttranslationale Modifikationen kontraktiler Proteine sowie HCM-assoziierte Mutationen in Sarkomerproteinen auf die Akto-Myosin-Interaktion und Sarkomerfunktion? Dies wird auf der Ebene isolierter sarkomerischer Proteine in rekonstituierten Systemen und im Zellkulturmodell untersucht.
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• Ein weiterer Schwerpunkt ist die bis auf Einzelmolekülebene vordringende Aufklärung molekularer Mechanismen und deren krankheitsassoziierter Veränderungen hinsichtlich intrazellulärer Transportvorgänge und Bewegungen von Zellen, die durch Myosine sowie durch Motorproteine der Kinesin- und Dyneinfamilien vermittelt und durch Mikrotubuli-assoziierte Proteine wie z.B. das Alzheimer-assoziierte Tau reguliert werden. Langfristig sollen basierend auf den Einzelmolekülstudien auch Bio-Hybrid Konstrukte mit Anwendungsmöglichkeiten in der Nanotechnologie entwickelt werden. Lesen Sie mehr ....

 

Regulierung der Organisation der quergestreiften Muskulatur und der Muskelschwundkrankheit durch Small Ubiquitin-like Modifiers (SUMO).

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