Translational Vascular Biology


Die Arbeitsgruppe „Translational Vascular Biology“ unter Leitung von Priv.-Doz. Dr. med. Nana-Maria Wagner erforscht die molekularen und zellulären Mechanismen von Gefäßerkrankungen in mehreren, für die Anästhesiologie und Intensivmedizin relevanten Krankheitsbildern.

Mechanismen und Diagnostik von Gefäßerkrankungen in Patienten mit Diabetes Mellitus

In Deutschland leidet fast jeder zehnte Bürger an Diabetes mellitus. Diabetes geht oft mit unkontrollierten, erhöhten Blutzuckerspiegeln einher, welche bereits sehr kurzfristig (z.B. in kleinen Kindern mit Typ I Diabetes mellitus) sowie langfristig zu Funktionseinschränkungen der Gefäße und manifesten Gefäßerkrankungen führen. Im Rahmen der Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), konnte unsere Arbeitsgruppe bislang unbekannte molekulare Mechanismen aufdecken, wie hohe Blutzuckerspiegel die innerste Schicht der Gefäße, das Endothel, schädigen: Die hohen Zuckerspiegel begünstigen die Entstehung von Metaboliten der Arachidonsäure, die widerum Schmerzrezeptoren, welche wir erstmals in den Mitochondrien (den Kraftwerken) der Endothelzellen finden konnten, aktivieren und so die Funktion der Mitochondrien und der Endothelzellen einschränken. Vor allem geht die Funktion des Endothels verloren, die Weite der Blutgefäße zu regulieren und an den Durchblutungsbedarf der Organe anzupassen. Dies kann über die Zeit die Organfunktion einschränken und begünstigt die Entstehung der mit Diabetes vergesellschafteten Begleiterkrankungen. Basierend auf diesen Mechanismen wir in Zusammenarbeit mit der Stanford University Medical School in Kalifornien, USA, zum Einen einen Biomarker identifizieren, der frühe Stadien von Gefäßerkrankungen in Patienten mit Diabetes mellitus identifieren kann, die für eine perioperative Risikostratifizierung von Patienten mit Diabetes relevant sind. Zum Anderen konnten wir neue pharmakologische Strategien zur Behandlung der frühen Stufen von Gefäßerkrankungen in präklinischen Modellen entwickeln. Aktuell untersuchen wir gezielt in präklinischen Modellen sowie klinischen Pilotstudien z.B. im Herzen, der Niere und im Auge, ob wir durch die Verbesserung der Gefäßfunktion auch die Diabetes-assoziierten Begleiterkrankungen mildern oder sogar verhindern können.

Verlust der Integrität der vaskulären Barriere bei systemischer Inflammation

Eine systemische Blutvergiftung (Sepsis) ist nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen auf der Intensivstation. Die mit Sepsis einhergehende Entzündungsreaktion führt zu einem Verlust der Integrität des Gefäßsystems, das normalerweise streng den Übertritt von Flüssigkeit aus dem Gefäß in die Gewebe restringiert. Während einer Sepsis kommt es durch Verlust dieser Regulationsfunktion zu einem massiven Übertritt von Flüssigkeit in die Gewebe, es entstehen Ödeme, die die Funktion der Mikrozirkulation und Organdurchblutung kompromittieren und eine Funktionseinschränkung oder sogar Funktionsverlust der Organe zur Folge haben können. Obwohl das Gefäßsystem so eine wichtige Rolle für die Sepsis-assoziierte Organdysfunktion spielt, gibt es bislang keine gezielte Therapie zum Erhalt der Integrität der vaskulären Barriere. Wir fanden mit unserer Arbeitsgruppe, dass der Sepsis Biomarker Procalcitonin, für den bislang keine Wirkweise bekannt war, ein spezifischer Vermittler der Öffnung der dichten Verbindungen zwischen den Endothelzellen im Rahmen einer Sepsis ist. Durch die Identifikation des Rezeptors auf dem Endothel, der Signaltransduktion und den molekularen Effektoren evaluieren wir derzeit in präklinischen Modellen und klinischen Pilotstudien mehrere neue therapeutische Strategien zur Protektion der vaskulären Barriere während einer Sepsis. Mit diesem Projekt ist die Arbeitsgruppe Teil der Klinischen Forschergruppe KFO342, „Organ Dysfunction During Systemic Inflammation“ und kollaboriert mit zahlreichen weiteren Arbeitsgruppen auf dem Campus der Medizinischen Fakultät Münster und darüber hinaus. 

Drei ausgewählte Publikationen

  • Otto M, Bucher C, Liu W, Müller M, Schmidt T, Kardell M, Driessen MN, Rossaint J, Gross ER, Wagner NM. 12(S)-HETE mediates diabetes induced endothelial dysfunction by activating intracellular endothelial cell TRPV1.  Journal of Clinical Investigation, 2020,1;130:4999-5010
     
  • Liu W, Eczko JC, Otto M, Bajorat R, Vollmar B, Roesner JP, Wagner NM. Toll-like receptor 2-deficiency on bone marrow-derived cells augments vascular healing of murine arterial lesions.  Life Science, 2020, 1;242:117189
     
  • Müller M, Hellenthal KE, Brabenec L, Otto M, Holthenrich A, Linard Matos AL, Naß J, Thomas K, Margraf A, Nottebaum AF, Zarbock A, Vestweber D, Gerke V, Wagner NM. Targeting procalcitonin protects vascular barrier integrity in sepsis. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, under review

Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

  • Dr. Sebastian Kintrup, MD
  • Dr. Johannes Unverfehrt, MD
     
  • Cand. rer. nat. Laura Brabenec, MSc
  • Cand. rer. nat. Melanie Müller, MSc
  • Cand. rer. nat. Mandy Otto, MSc
  • Cand. med. Sophie Steinbuch, BSc
     
  • Cand. med. Clarissa Bucher
  • Cand. med. Jolisa Brüggenjürgen
  • Cand med. Katharina Hellenthal
  • Cand. med. Ole Sönke Karstens
  • Cand. med. Wantao Liu
  • Cand. med. Georg Pryvalov 
Korrespondenz
Priv.-Doz.Dr. med. Nana-Maria Wagner
Klinik für Anästhesiologie, operative Intensivmedizin und Schmerztherapie
Universitätsklinikum Münster
Albert-Schweitzer-Campus 1, Gebäude A1, 48149 Münster

Telefon: 0251 / 83 46837
Fax:  0251 / 83  48667
E-Mail: nmwagner(at)uni-muenster(dot)de
 
 
 
 

Leiterin der Arbeitsgruppe

Priv.-Doz. Dr. med.
Nana-Maria Wagner
Oberärztin

nmwagner(at)­uni-muenster(dot)­de