• Genomik u. Systemmedizin, Molekulare Kardiologie
  • Genomik u. Systemmedizin, Molekulare Kardiologie

    Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe "Molekulare Kardiologie – Genomik und Systemmedizin" ist die Erforschung der Pathophysiologie und der molekularen Mechanismen kardiovaskulärer Erkrankungen unter Nutzung genetisch-molekularbiologischer, zellbiologischer, bioinformatischer und statistischer Methoden sowie deren Zusammenfassung in systembiologischen Ansätzen. Eine große Rolle spielen die Identifizierung und Charakterisierung von Kandidaten-Genen und genregulatorischen Netzwerken.

    Wir führen sogenannte OMICS Analysen durch, um den Zusammenhang von genetischen Varianten, Transkripten, Proteinen und Metaboliten mit kardiovaskulären Phänotypen zu untersuchen. In molekularen und zellbiologischen Experimenten wird anschließend die Funktion und Rolle der genetischen Varianten bzw. der entsprechenden Kandidaten-Gene für das kardiovaskuläre System untersucht.

    Hierzu stehen uns große Datenmengen aus populations-basierten Studien, wie z.B. der Hamburg City Health Studie (HCHS) sowie des BiomarCaRE Konsortiums zur Verfügung. So konnte unsere Arbeitsgruppe beispielsweise genetische Varianten identifizieren, welche einen Zusammenhang zur koronaren Herzerkrankung und dem Myokardinfarkt zeigen. Da uns für eine große Personenanzahl genomweit sowohl die Genexpression als auch genetische Varianten vorliegen, konnten wir zudem zeigen, wie die identifizierten SNPs die Expression krankheitsrelevanter Gene beeinflussen. Die molekulare Funktion dieser Gene wird mit Hilfe molekularer und zellbiologischer sowie systembiologischen Methoden untersucht.

    Kooperationen in den verschiedenen Projekten der Arbeitsgruppe bestehen mit verschiedensten nationalen und internationalen Partnern, dem Deutschen Zentrum für Herz- Kreislaufforschung (DZHK) , dem Cardiovascular Research Center (CVRC) , der Hamburg City Health Studie, sowie dem EU BiomarCaRE/MORGAM und dem IMI "Bigdata@Heart" Konsortium.


    Das Team der AG Zeller



  • Arbeitsgruppe

    Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Dirk Westermann

    Forschungsfokus

    Herzinsuffizienz ist immer sowohl bei Patienten mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFREF) als auch mit normaler Ejektionsfraktion (HFPEF) mit einer hohen Mortalität verbunden. Dabei spielt das Remodelling der extrazellulären Matrix eine besondere Rolle. In den letzten Jahren konnten wir zeigen, dass in allen Modellen der Herzinsuffizienz, die unsere Arbeitsgruppe untersucht hat, Inflammation und Fibrose aufzufinden waren. In der Zukunft wollen wir überprüfen, ob diese Assoziation zu einer kausalen Pathophysiologie zusammenzuführen ist.

    Daher ist unsere Arbeitsgruppe auf die Erforschung des Extrazellulären Remodeling sowie der Regulation der kardialen Inflammation in verschiedenen Herzinsuffizienzmodellen ausgerichtet. Um Herzinsuffizienz experimentell zu erzeugen, werden methodisch verschiedene Tiermodelle genutzt, wie experimentell-induzierte virale Myokarditis, Herzinfarkt, kardiale Hypertrophie oder diabetische Kardiomyopathie. Des Weiteren kombinieren wir in vivo Tiermodelle und in vitro Zellkulturexperimente um molekulare Mechanismen aufzuklären, die in die Pathologie der Herzinsuffizienz involviert sind.

    Kontakt

    Methodenspektrum

    In vivo

    Methodenspektrum - in vivo

    Experimentelle Herzinsuffizienz-Modelle

    • Hämodynamische Messungen (Charakterisierung der LV-Funktion)
    • Ischämische Kardiomyopathie durch Myokardinfarkt (LAD-Ligation)
    • Linksventrikuläre Hypertrophie (Transversale Aortenkonstriktion)
    • Virale Myokarditis (Coxsackievirus B3)
    • Kardiale Hypertrophie (AngII Pumpen)
    • Diabetische Kardiomyopathie (STZ Modell)
    • Systemic Hypertension (DOCA/Nephrectomy)

    In vitro

    Methodenspektrum - in vitro

    Zellkultur

    • Primäre kardiale Fibroblasten
    • Primäre Kardiomyozyten
    • Flexcell-System für mechanische Dehnung von Zellen
    • Zytokin Stimulation
    • Hypoxie/ Ischämie zur Aktivierung von Zellen
    • Co-Kultur-Experimente
    • FACS Analysen

    Molekularbiologie

    • Genexpressionsanalysen
    • Western Blot
    • Immunhistochemie
    • Immuncytochemie

    Team - Wissenschaftler

    Team - Technische Mitarbeiter

    Team - Doktoranden

    Team - Studentische Mitarbeiter

    Relevante Publikationen

    Becher, PM, Gotzhein, F, Klingel, K, Escher, F, Blankenberg, S, Westermann, D* and Lindner, D* , Cardiac function remains impaired despite reversible cardiac remodeling after acute experimental viral myocarditis. Journal of Immunology Research, 2016. In press.

    Neumann, JT, Sorensen, NA, Schwemer, T, Ojeda, F, Bourry, R, Sciacca, V, Schaefer, S, Waldeyer, C, Sinning, C, Renne, T, Than, M, Parsonage, W, Wildi, K, Makarova, N, Schnabel, RB, Landmesser, U, Mueller, C, Cullen, L, Greenslade, J, Zeller, T, Blankenberg, S, Karakas, M, and Westermann, D, Diagnosis of Myocardial Infarction Using a High-Sensitivity Troponin I 1-Hour Algorithm. JAMA Cardiol, 2016. 1(4): p. 397-404.

    Poulet, C, Kunzel, S, Buttner, E, Lindner, D, Westermann, D, and Ravens, U, Altered physiological functions and ion currents in atrial fibroblasts from patients with chronic atrial fibrillation. Physiol Rep, 2016.

    Rienks, M, Papageorgiou, A, Wouters, K, Verhesen, W, Leeuwen, RV, Carai, P, Summer, G, Westermann, D, and Heymans, S, A novel 72-kDa leukocyte-derived osteoglycin enhances the activation of toll-like receptor 4 and exacerbates cardiac inflammation during viral myocarditis. Cell Mol Life Sci, 2016.

    Schwarzl, M, Ojeda, F, Zeller, T, Seiffert, M, Becher, PM, Munzel, T, Wild, PS, Blettner, M, Lackner, KJ, Pfeiffer, N, Beutel, ME, Blankenberg, S, and Westermann, D, Risk factors for heart failure are associated with alterations of the LV end-diastolic pressure-volume relationship in non-heart failure individuals: data from a large-scale, population-based cohort. Eur Heart J, 2016. 37(23): p. 1807-14.

    Lindner, D and Westermann, D, Firefighting in viral myocarditis - Extinguish galectin-3 to control the inflamed heart? J Mol Cell Cardiol, 2015. 85: p. 226-8.

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    Lindner, D, Li, J, Savvatis, K, Klingel, K, Blankenberg, S, Tschope, C, and Westermann, D, Cardiac fibroblasts aggravate viral myocarditis: cell specific coxsackievirus B3 replication. Mediators Inflamm, 2014. 2014: p. 519528.

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    Lindner, D, Zietsch, C, Tank, J, Sossalla, S, Fluschnik, N, Hinrichs, S, Maier, L, Poller, W, Blankenberg, S, Schultheiss, HP, Tschope, C, and Westermann, D, Cardiac fibroblasts support cardiac inflammation in heart failure. Basic Res Cardiol, 2014. 109(5): p. 428.

    Tank, J*, Lindner, D*, Wang, X, Stroux, A, Gilke, L, Gast, M, Zietsch, C, Skurk, C, Scheibenbogen, C, Klingel, K, Lassner, D, Kuhl, U, Schultheiss, HP, Westermann, D*, and Poller, W*, Single-target RNA interference for the blockade of multiple interacting proinflammatory and profibrotic pathways in cardiac fibroblasts. J Mol Cell Cardiol, 2014. 66: p. 141-56.

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    Westermann, D, Becher, PM, Lindner, D, Savvatis, K, Xia, Y, Frohlich, M, Hoffmann, S, Schultheiss, HP, and Tschope, C, Selective PDE5A inhibition with sildenafil rescues left ventricular dysfunction, inflammatory immune response and cardiac remodeling in angiotensin II-induced heart failure in vivo. Basic Res Cardiol, 2012. 107(6): p. 308.

    Westermann, D, Does inflammation trigger fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy: a burning question? Heart, 2012. 98(13): p. 965-6.

    Westermann, D, Lindner, D, Kasner, M, Zietsch, C, Savvatis, K, Escher, F, von Schlippenbach, J, Skurk, C, Steendijk, P, Riad, A, Poller, W, Schultheiss, HP, and Tschope, C, Cardiac inflammation contributes to changes in the extracellular matrix in patients with heart failure and normal ejection fraction. Circ Heart Fail, 2011. 4(1): p. 44-52.

    Westermann, D, Savvatis, K, Lindner, D, Zietsch, C, Becher, PM, Hammer, E, Heimesaat, MM, Bereswill, S, Volker, U, Escher, F, Riad, A, Plendl, J, Klingel, K, Poller, W, Schultheiss, HP, and Tschope, C, Reduced degradation of the chemokine MCP-3 by matrix metalloproteinase-2 exacerbates myocardial inflammation in experimental viral cardiomyopathy. Circulation, 2011. 124(19): p. 2082-93.

    Westermann, D, Kasner, M, Steendijk, P, Spillmann, F, Riad, A, Weitmann, K, Hoffmann, W, Poller, W, Pauschinger, M, Schultheiss, HP, and Tschope, C, Role of left ventricular stiffness in heart failure with normal ejection fraction. Circulation, 2008. 117(16): p. 2051-60.