Chronische Entzündung ist der entscheidende, oft übersehene Motor hinter der Atherosklerose und damit hinter peripherer arterieller Verschlusskrankheit, Herzinsuffizienz und Aortenaneurysmen. Unsere Arbeitsgruppe verbindet moderne vaskuläre Immunbiologie, hochdimensionale Einzelzellanalytik und klinische Gefäßmedizin - mit dem Ziel, Diagnose und Therapie grundlegend zu verbessern. Immunsignaturen aus dem Blut sollen Hochrisikopatienten früher identifizieren und personalisierte Therapieentscheidungen ermöglichen. KI-gestützte Methoden übersetzen dabei Grundlagenforschung direkt in klinische Anwendung.
Laufende Projekte
Immunologische Adaptation bei pAVK - NK-Zellen und myeloide Modulatoren
Das Ziel
Warum bleibt ein Teil der pAVK-Patienten trotz schwerer Gefäßstenosen beschwerdefrei? Der i²A HUB entschlüsselt die immunologischen Mechanismen dahinter - und entwickelt daraus Biomarker und Therapieansätze zur Förderung natürlicher Revaskularisierung. Im Fokus stehen zwei Schlüsselpopulationen:
NK-Zellen: Eine neuartige, GABAerge NK-Zell-Population, die bei asymptomatischen Patienten pro-angiogene Faktoren sezerniert und den Kollateralkreislauf möglicherweise aktiv steuert.
CD11c+ myeloide Zellen: Frühe Responder im ischämischen Gewebe. Ihre Häufigkeit im Blut korreliert direkt mit Krankheitsschwere - ein vielversprechender prognostischer Biomarker.
Klinische Rationale
Die individuelle Adaptationsfähigkeit entscheidet über Amputationsrisiko und Lebensqualität. Das Immunsystem ist dabei die entscheidende - und bislang diagnostisch ignorierte - Variable.
Translation für Patienten
Blutbiomarker zur Früherkennung von Hochrisikopatienten
Pharmakologische Aktivierung körpereigener Gefäßneubildung
Langfristiges Ziel: NK-Zell-basierte Immuntherapie zur Amputationsprävention
Methodik
Single cell RNA seq (BD Rhapsody) und AbSeq (BD) 41-Farben-Spektral-Durchflusszytometrie, Einzelzell-Multi-Omics und murines Ischämiemodell. Datenerhebung und -analyse über die CytoIntelligence Core Facility (CYTO+), geleitet von Prof. Nording.
Förderung
DGA Promotionsstipendium (T. Lenke) | DZHK Postdoc Startup Grant | DZHK Standortprojekt
Kooperationen
AG Beerens (UKE Hamburg) | Prof. Quirin Hammer (UKSH Kiel) | PD. Dr. Anke Fähnrich (Universität zu Lübeck) | Harald F. Langer (UMM Mannheim)
KI-gestützte Immunphänotypisierung bei pAVK
Das Ziel
Automatisierte, hochdimensionale Analyse von Immunzellen mittels Machine Learning - um Therapie-Responder von Non-Respondern bei pAVK zu unterscheiden. Der i²A HUB entwickelt KI-Algorithmen, die aus Durchflusszytometrie-Daten skalierbare Vorhersagemodelle für Krankheitsprogression und Therapieerfolg erstellen.
Klinische Rationale
Klassische pAVK-Diagnostik erfasst das Immunbild des Patienten nicht. Subtile Immunsignaturen im peripheren Blut - erkennbar nur durch KI - können personalisierte Therapieentscheidungen Point-of-Care ermöglichen.
Translation für Patienten
Früherkennung per einfacher Blutanalyse
Gezieltere antientzündliche Therapiesteuerung
Vermeidung unnötiger Interventionen bei Low-Risk-Profilen
Methodik
ML-FACS-Pipeline der CytoIntelligence Core Facility (CYTO+) - standardisierte Hochdurchsatz-Immunphänotypisierung für klinische Skalierung.
Förderung
PreDigTIM Preparation Grant
CECs & EPCs als Biomarker bei PACNS
Das Ziel
Wir entwickeln eine blutbasierte Diagnostik für die Primäre Angiitis des Zentralnervensystems (PACNS) - eine seltene, aber schwerwiegende Gehirngefäßentzündung. Zirkulierende Endothelzellen (CECs) und Endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) werden per immunmagnetischer Isolation und 43-Farben-Spektral-FACS quantifiziert und validiert.
Klinische Rationale
PACNS trifft vor allem junge Erwachsene - und erforderte bislang eine Hirnbiopsie zur sicheren Diagnose. Unser blutbasiertes Biomarker-Panel soll in Zukunft diesen riskanten Eingriff ergänzen oder ersetzen.
Translation für Patienten
Diagnose per Blutentnahme statt Hirnbiopsie
Frühere Therapieeinleitung, weniger bleibende Schäden
Zuverlässige Abgrenzung von RCVS und Moyamoya-Erkrankung
Methodik
Immunomagnetische Isolation und 43-Farben-Spektral-FACS via CytoIntelligence Core Facility (CYTO+), für Hamburger und Kieler Kohorten.
Förderung
Anschubfinanzierung in Beantragung
Kooperationen
Neurovaskuläres Zentrum UKSH (PD Dr. Milani Deb-Chatterji)
Komplement-Thrombozyten-Achse als Therapietarget bei chronischer Gefäßentzündung
Das Ziel
Untersuchung der C5aR1-CXCL4-Signalkaskade als Schlüsselmechanismus für entzündungsgetriebene Angiogenese und Arteriogenese. Thrombozytärer C5aR1 stimuliert via C5a die anti-angiogene CXCL4-Ausschüttung und zeigte interessanterweise auch Geschlechtsunterschiede.
Warum ist das wichtig?
Chronische Entzündung ist der Motor von Atherosklerose, Herzinsuffizienz und pAVK. Das Komplementsystem – lange als reines Abwehrsystem verstanden – reguliert über Thrombozyten aktiv die Gefäßneubildung. Durch gezielte Hemmung oder Aktivierung dieser Achse möchten wir in Zukunft Entzündung "umprogrammieren": von Gewebeschaden zu Gewebereparatur.
Translation für Patienten
Präklinische Evaluation gentherapeutischer Ansätze für "No-Option"-pAVK-Patienten (kritische Extremitätenischämie ohne OP-Möglichkeit)
Pharmakologische Modulation der C5a-C5aR1-Achse (oral verfügbare Antagonisten verfügbar)
Kombination mit etablierten Therapien (Statine, Thrombozytenaggregationshemmer)
Methodik
Hindlimb-Ischemia-Modell mit Multi-Omics-Integration (Transkriptomik + Immunphänotyp + microCT) für die Translation zur First-in-Human-Studie.
Förderung
DZHK | Drittmittelfonds Schleswig-Holstein
PROGRESS - KI-gestützte Prognose durch Koronarkollateral-Analyse
Das Ziel
Die EU-geförderte PROGRESS-Studie setzt KI-Algorithmen (CNNs) ein, um koronare Kollateralkreisläufe bei CTO-Patienten (chronisch totale Koronarverschlüsse) automatisiert zu bewerten - und den individuellen Überlebensvorteil expertenunabhängig zu prognostizieren.
Klinische Rationale
Gut entwickelte koronare Kollateralkreisläufe (CCC) verbessern wahrscheinlich das Überleben, werden aber in der Routinediagnostik unzuverlässig eingeschätzt. Unser KI-Algorithmus erreicht auch im Vergleich zu Experten hohe Sensitivität bei der Kollateralenerkennung.
Translation für Patienten
Objektive, reproduzierbare KI-Prognose des Überlebens bei schwerer KHK
Optimierte Entscheidungsgrundlage für Revaskularisations-Interventionen
Reduktion von Über- und Unterbehandlung bei CTO
Förderung
Multizentrisches PROGRESS Konsortium (ERA PerMed Initiative2021-2024)
Kooperationen
Tanja Zeller und Zouhair Aherrahrou (Universität zu Lübeck) | Harald F. Langer (UMM Mannheim)
Immunsignaturen bei Klappentherapien - TAVR & T-TEER
Das Ziel
Wir analysieren, wie interventionelle Klappentherapien - Transcatheter Aortic Valve Replacement (TAVR) und Transcatheter Edge-to-Edge Repair (T-TEER) - systemische Entzündungsreaktionen und zirkulierende Immunzellpopulationen verändern. Hochdimensionale Immunphänotypisierung vor und nach dem Eingriff wird mit Deep-Learning-Methoden ausgewertet.
Klinisch Rationale
TAVR und T-TEER triggern komplexe, bislang kaum charakterisierte Immunreaktionen. Deren Verlauf ist prognostisch relevant - und eröffnet Ansätze für immunologisches Peri-Interventionsmonitoring.
Translation für Patienten
Bessere präinterventionelle Risikostratifizierung
KI-basierte Identifikation prognostischer Immunmarker
Optimierter Behandlungszeitpunkt durch immunologisches Monitoring
Methodik
Hochdimensionale Immunphänotypisierung (prä/post Intervention) + Deep-Learning-Analyse auf der Infrastruktur der CIC
Kooperation
Derk Frank und Jakob Voran (UKSH Kiel)
Fontan-Immunologie Biobanking - “Immune Resilience” bei Univentrikulärem Herzen
Das Ziel
Patienten mit Fontan-Zirkulation (Univentrikuläres Herz, UVH) sind einem chronischen hämodynamischen Stress ausgesetzt: dauerhaft erhöhter Venendruck und fehlende Pulsatilität treiben maladaptive Immunphänotypen (T-Zell-Erschöpfung, Autoimmunität) an, treten aber nicht bei allen Patienten gleich stark auf. Die SHIELD-HLHS Studie sucht nach “Immune Resilience”-Signaturen, die diesen Hämodynamik-Immun-Kreislauf durchbrechen - und so das Überleben verbessern.
Klinisch Rationale
Das Fontan-Versagen ist nicht nur ein mechanisches Problem - es ist ein systemisch-immunologisches Versagen. Wer die Immunachse versteht, kann gezielt intervenieren.
Translation für Patienten
Identifikation protektiver Immunprofile bei UVH
Grundlage für immunmodulatorische Therapien zur Lebensverlängerung
Langfristig: individualisierte Überwachungsstrategien
Methodik & CIC-Integration
Prospektive Biobank (n=100) kombiniert mit retrospektiver DESTATIS-Analyse (n=10.000). 43-Farben-Spektral-Durchflusszytometrie via CytoIntelligence Core Facility (CYTO+). Integration mit 4D Flow MRI, Computational Fluid Dynamics (CFD) und Multi-Omics Factor Analysis (MOFA).
Status
Aktiver Biobank-Aufbau
Weitere Translationale Biobanken - KVB & IMPART-AA
Das Ziel
Die Arbeitsgruppe betreibt zwei strukturierte Biobank-Initiativen als translationale Grundlage für die Biomarker-Entwicklung bei vaskulären Erkrankungen.
Kieler Vaskulärbiologische Biobank (KVB)
Systematische Sammlung von Bioproben (Urin, Stuhl, Serum, Plasma, PBMCs) von Patienten mit stenosierenden Gefäßerkrankungen. In Kooperation mit der Rheumatologie (Prof. Leipe) werden spezifische Immunprofile bei vaskulitischen Erkrankungen charakterisiert.
IMPART-AA - IMmune Profiling for Aneurysm Risk Stratification and Treatment Timing
Ziel: Klinische Validierung immunbasierter Prädiktoren für thorakale, abdominale und thorakoabdominale Aortenaneurysmen.
Klinische Rationale: Spezifische Immunzell-Infiltrationsmuster korrelieren mit beschleunigtem Aneurysmawachstum - standardisierte Blutbiomarker fehlen bislang.
Translation: KI-gestütztes Risikostratifizierungs-Tool für Aneurysmaprogression. Ziel: risikoadaptierte Bildgebungsintervalle und optimierter Operationszeitpunkt.
Methodik: Transkriptom-Analyse (mRNA, miRNA, siRNA, circRNA), PBMC-Phänotypisierung, Serum- und Plasma-Proteomik via CytoIntelligence Core Facility (CYTO+).
Kooperation
Klinik für Gefäßchirurgie und endovaskuläre Chirurgie
CytoIntelligence Core Facility (CIC / CYTO+)
Die CytoIntelligence Core Facility (CIC / CYTO+) ist eine von Prof. Nording geleitete Infrastruktur für Machine-Learning-basiertes Fluorescence-Activated Cell Sorting (FACS). Diese Einrichtung ermöglicht standardisierte Hochdurchsatz-Immunphänotypisierung mit bis zu 43-Farben-Spektral-Zytometrie und bildet die methodische Grundlage einiver Projekte der Arbeitsgruppe. Um das Angebot stetig zu erweitern, findet laufend internte Algorithmus Entwicklung statt.
Team
Doktorarbeiten
Es besteht die Möglichkeit zur Anfertigung von experimentellen und klinischen Doktorarbeiten in der Arbeitsgruppe.
Kontakt unter: henry.nording@uksh.de
Förderung durch das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), die Deutsche Gesellschaft für Angiologie (DGA), die CAU Kiel und weitere Drittmittelgeber.