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Erforschung einer schwerwiegenden Erkrankung
Die pulmonale Hypertonie (Lungenhochdruck) ist eine Erkrankung, die durch eine chronische Erhöhung des Blutdrucks im Lungenkreislauf gekennzeichnet ist. Die Folge ist eine Rechtsherzbelastung und die Gefahr eines akuten oder chronischen Rechtsherzversagens. Daher besteht in der Grundlagenforschung ein hoher Bedarf, die zugrundeliegenden Störungen des Stoffwechsels und der Signaltransduktion in den Zellen der Lungengefäße und im Herzgewebe zu charakterisieren. In einem Forschungsprojekt am Herzzentrum Köln werden nun die protektive Rolle und zellspezifischen Effekte des Enzyms PI3Kɣ untersucht.
Das Projekt am Herzzentrum der Uniklinik Köln widmet sich dem Thema des Lungenhochdrucks, eine - häufig junge Patienten betreffende - schwerwiegende Erkrankung mit deutlich eingeschränkter Lebenserwartung. Die pulmonalen Gefäßveränderungen haben eine Rechtsherzhypertrophie und -insuffizienz zur Folge, welche entscheidend für die Prognose der betroffenen Patienten ist. Das Verständnis der molekularen Mechanismen der zugrundeliegenden Gefäßveränderungen und der kardiopulmonalen Interaktion sind in diesem Kontext essenziell für die Entwicklung verbesserter Behandlungsoptionen. Da diese Mechanismen bis heute nur unzureichend verstanden sind, ist weitere Forschung auf diesem Gebiet wichtig, um die Basis für entsprechende Behandlungsmöglichkeiten zu schaffen.
Klinische und experimentelle Studien weisen darauf hin, dass es bei pulmonaler Hypertonie zu chronischen Entzündungsrektionen („vaskuläre Inflammation“) kommt, an der verschiedene Immunzellen und zahlreiche Entzündungsmediatoren beteiligt sind. Neueste Forschungsbefunde weisen darauf hin, dass hierbei auch die Gruppe der Phosphatidylinositol 3-Kinase (PI3K), insbesondere die PI3Kɣ, bei der Entstehung und Progression des Lungenhochdrucks eine Rolle spielt. Befunden der forschenden Wissenschaftler zufolge vermittelt die PI3Kɣ kardio- und vaskuloprotektive Effekte, kann aber auch zu maladaptiver Hypertrophie des rechten Herzens beitragen.
Basierend auf umfassenden Voruntersuchungen werden nun systematisch die Bedeutung der katalytischen und nicht-katalytischen Funktion der PI3Kɣ für „pulmonal vaskuläres Remodeling“ und für die konsekutive Rechtsherzhypertrophie und -insuffizienz charakterisiert. Dies geschieht unter anderem durch Verwendung von PI3Kɣ-Knockout-Mäusen, denen die PI3Kɣ gänzlich fehlt sowie von Mäusen, welche eine PI3Kɣ ohne katalytische Aktivität exprimieren. In diesem Zusammenhang werden Hämodynamik/Pulmonalisdruck per Rechtsherzkatheter, pulmonal vaskuläres Remodeling und Rechtsherzhypertrophie/-funktion, aber auch die PI3Kɣ-vermittelte Leukozytenrekrutierung, Makrophagenpolarisation sowie Änderungen des Zytokinstoffwechsels in pulmonal vaskulären glatten Gefäßmuskelzellen und Endothelzellen untersucht.
Die zu erwartenden Ergebnisse sollen das Verständnis über die Entstehung und Progression der pulmonalen Hypertonie verbessern und die Basis für neue Behandlungsmöglichkeiten zur Therapie und Prävention dieser schwerwiegenden Erkrankung schaffen.
Professor Dr. Stephan Rosenkranz und Dr. Marius Vantler,
Herzzentrum der Uniklinik Köln