Herz-/Kreislauferkrankungen bilden u.a. die häufigsten Todesursachen weltweit. Kardiomyopathien, wie hypertrophe, arrythmogene, dilatative und restriktive Kardiomyopathie sind Erkrankungen des Herzmuskels, die in vielen Fällen genetisch bedingt sein können. Meist sind Gene betroffen, die für Sarkomerproteine kodieren. So finden sich im Falle von hypertropher Kardiomyopathie Mutationen hauptsächlich im Gen für Myosinbindeprotein C, aber auch in Genen, welche für die Untereinheiten des heterotrimeren Troponinkomplexes kodieren. Im Falle der restriktiven Kardiomyopathie ist das Gen für die Troponin I-Untereinheit am meisten betroffen. Wir untersuchen die Pathomechanismen von Mutationen, hauptsächlich in Genen der Troponinuntereinheiten, an isolierten Proteinen sowie in isolierten Kardiomyozyten.
Andere Faktoren für Herzerkrankungen sind z.B Stress, Bluthochdruck, Artheriosklerose, Entzündungen etc. Wie wir kürzlich zeigen konnten, scheint zumindest bei der stressbedingten Hypertrophie die lösliche Adenylylzyklase von besonderer Bedeutung zu sein. Wir wollen u.a. die zugrundeliegenden Signalwege analysieren. Da die lösliche Adenylatzyklase nicht nur beim Zellwachstum, sondern auch bei der Zellproliferation eine wesentliche Rolle spielt, interessiert uns auch ihre Bedeutung bei der Tumorentstehung, was wir in Kooperation mit der Dermatologie des St. Josef-Hospitals untersuchen. Die lösliche Adenylylzyklase könnte möglicherweise als ein neues therapeutisches Target für krankhaftes Wachstum und Proliferation dienen.
Herzmuskelzellen, wie auch Zellen aller anderen Gewebe senden Exosomen aus (Kommunikationseinheiten), welche je nach Zustand der Zelle spezifische Beladungen z.B. an miRNA, Proteinen aufweisen. Die Cargos könnten z.B. als diagnostische Biomarker dienen. In einer Studie an Herzpatienten isolieren wir solche Mikropartikel aus dem Blut der Patienten und charakterisieren diese bzgl ihrer Ladung und ihrer Auswirkungen ( Überleben, Autophagy) auf gesunde isolierte Kardiomyozyten und Endothelzellen (HUVEC), um Biomarker zu detektieren.
Methoden:
- Isolierung von rekombinanten Proteinen und von Proteinen aus Geweben
- Mutagenese
- Rekonstitution von funktionellen Proteinkomplexen
- Untersuchung von Protein-Proteininteraktionen (Cosedimentation, SPR, Microscale thermophorese)
- Funktionsanalysen: Calciumbindung mittels fluorereszenzmarkierter Proteine, Änderung calciumaktivierung dünner Filamente
- Präparation von Kardiomyocyten aus adulten, neonatalen Rattenherzen
- Adenoviraler und AAV-vermittelter Gentransfer zur Überexpression oder knock down von Proteinen
- Kontraktionsmessungen an Kardiomyocyten
- Lokalisationsstudien in Kardiomyozyten
- Signaltransduktion ( Western Blot)
- Analyse von Zellsurvival, Nekrose, Apoptose, Autophagie
- In Zell Protein-Proteininteraktionen in H9C2-Zellen
- Isolierung von Mikropartikeln aus Blutplasma und Zellkulturüberständen
- FACS