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In einer speziellen Ambulanz (Interdisziplinäre Klinische Gruppe Eisenstoffwechsel, Zentrum für Experimentelle Medizin/ Zentrum für Geburtshilfe, Kinder- und Jugendmedizin, Klinik und Poliklinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie im Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf werden seit vielen Jahren Patienten mit besonderen Eisenstoffwechselkrankheiten (Eisenmangel und Eisenüberladung) untersucht.
In Patienten mit Eisenüberladung (hereditäre Hämochromatose, "iron-loading anaemias", Posttransfusionssiderosen) kann mit dem Hamburger Biomagnetometer die Leber- und die Milzeisenkonzentration quantitativ und nichtinvasiv gemessen werden. Das Lebereisen ist ein besserer Parameter als z.B. das Serum-Ferritin, um den individuell verschiedenen Grad der vorliegenden Eisenüberladung zu charakterisieren. Dies ist wichtig für die Erstdiagnose und für die Verlaufskontrolle, insbesondere bei Kindern, bei denen eine Leberbiopsie als invasive Methode zu riskant erscheint. Die Biomagnetometermethode ist etabliert als beste Verlaufskontrolle bei Patienten unter Eisenchelatortherapie mit den Wirkstoffen Deferoxamin (DesferalR), Deferipron (FerriproxR), bzw. Deferasirox (ExjadeR).
Für weitere Information siehe unter http://www.eiseninfo.de/.
Projekt 1.
Pharmakokinetik, Metabolismus und Toxizität von 59Fe-markierten Nanopartikeln.
(Zusammenarbeit mit Radiologischer Klinik UKE (Dr. Ittrich/Prof. Adam), Anatomisches Institut UKE (Prof. Schumacher), Klinische Chemie (Dr. Nollau/Prof. Wagener), HPI-Hamburg (Prof. Hohenberg), Universitätsklinik Schleswig-Holstein Kiel (Profs. Kalthof, Mentlein)
Im Rahmen des vom BMBF-geförderten Verbundforschungsprojektes TOMCAT (Tailored Magnetic Nanoparticles for Cancer Targeting, Förderkennzeichen 01EZ0824) sollen 59Fe-markierte Nanopartikel synthetisiert und charakterisiert werden, sowie die Pharmakokinetik und der Metabolismus von applizierten Nanopartikeln in Modellsystemen untersucht werden (Teilprojekt 1). In Zellkulturmodellen und in Versuchstieren sollen die Aufnahme, Metabolismus und Toxizität von Nanopartikeln untersucht werden (Teilprojekt 2).
Projekt 2.
Pathophysiologie der Eisenüberladung
(Zusammenarbeit mit Dr. Schwedthelm/Prof. Böger) Pharmakologie UKE, Anatomisches Institut UKE (Prof. Schumacher)
Freies, nicht-transferrin-gebundenes Eisen, kann in-vitro die Bildungen von freien Radikalen katalysieren. Ob dies bei Eisenüberladungserkrankungen wirklich ein entscheidender pathophysiologischer Mechanismus darstellt, ist in der Literatur sehr kontrovers diskutiert. Es ist unklar ob und wie weit Eisen auch bei chronischen Erkrankungen wie Atherosklerose oder Krebserkrankungen eine wichtige Rolle spielt, ist unklar. Mit einem gut charakterisierten Modell einer experimentellen Eisenüberladung bei der Ratte wird der Einfluss von Eisen auf den Fettstoffwechsel untersucht.
Projekt 3.
Chrom als essentielles Spurenelement
Chrom wird auch beim Menschen als essentielles Spurenelement eingestuft. Chrom soll durch Bildung an den Insulinrezeptor die Sensitivität dieses Rezeptors für Insulin deutlich erhöhen. Ein Chrommangel soll zu einem Diabetes führen. Allerdings ist durch harte experimentelle Daten bis heute nicht ausreichend bewiesen, ob Chrom wirklich ein Spurenelement ist. Das Hauptproblem sind die extrem niedrigen (nM-Bereich) Konzentrationen an Chrom in verschiedenen Geweben. In diesem Projekt soll der Einfluss von einer experimentellen Eisenüberladung auf die Absorption und den Metabolismus von 51Cr in Ratten untersucht werden. Da sowohl Chrom als auch Eisen das Transport-Protein Transferrin gemeinsam haben (sollen), wäre eine Wechselwirkung sehr wahrscheinlich.
Projekt 4.
Klinische Studien mit dem Biomagnetometer
(Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Frau Prof. G. Janka; Zentrum für Knochenmarktransplantation Profs Zander, Kröger)
In verschiedenen multizentrischen klinischen Studien der Phase III mit dem oralen Chelator ICL670 der Fa. Novartis (Schweiz) wird die Messung der Lebereisenkonzentration mit dem Biomagnetomer als Referenzmessung bei Patienten mit ß-Thalassämie major, Blackfan-Diamond-Anämie, Sichelzellanämie, Patienten nach KMT, Patienten mit myelodysplastischen Syndrom herangezogen.
Drittmittel 2008-2011:
Nationale Kooperationen
Internationale Kooperationen
A Simple and Widely Applicable Method to 59Fe-Radiolabel Monodisperse Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles for In Vivo Quantification Studies.
Freund B, Tromsdorf UI, Bruns OT, Heine M, Giemsa A, Bartelt A, Salmen SC, Raabe N, Heeren J, Ittrich H, Reimer R, Hohenberg H, Schumacher U, Weller H, Nielsen P.
ACS Nano. 2012 Jul 20. [Epub ahead of print] DOI: 10.1021/nn3024267
Bioavailability of chromium(III)-supplements in rats and humans.
Laschinsky N, Kottwitz K, Freund B, Dresow B, Fischer F, Nielsen P.
Biometals 2012; DOI 10.1007/s10534-012-9571-55
Increased urinary excretion of 8-iso-Prostaglandin F2# in patients with HFE-related haemochromatosis. A case-control study.
Kom GD, Schwedhelm E, Nielsen P, Böger RH.
Free Radical Biology and Medicine 40: 1194-1200 (2006)
Oxidative stress precedes peak systemic inflammatory response in pediatric patients undergoing cardiopulmonary bypass operation.
Christen S, Finckh B, Lykkesfeldt J, Gessler P, Frese-Schaper M, Nielsen P, Schmid ER, Schmitt B.
Free Radic Biol Med. 2005 May 15;38(10):1323-32. Abstract...
Non-Invasive Liver Iron Quantification by SQUID-Biosusceptometry and Serum Ferritin Iron as New Diagnostic Parameters in Hereditary Hemochromatosis, Blood Cells.
Nielsen P, Engelhardt R, Düllmann J, Fischer R.
Molecules, and Diseases Volume 29(3): 451-458 (2002). Abstract...
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