Die Herzinsuffizienz (Heart Failure, HF) ist eines der dringendsten Probleme in der Kardiologie und eine schwere medizinische Belastung mit einer geschätzten Zahl von 15 Millionen kranken Patienten in Europa und 1,8 Millionen kranken Patienten in Deutschland. Sie ist die dritthäufigste Todesursache, noch vor Brust-, Darm- und Lungenkrebs, und die zweithäufigste Todesursache bei Frauen. Die steigende Inzidenz von HF wird durch eine Zunahme von Risikofaktoren wie arterieller Hypertonie, arteriosklerotischer Erkrankung, Diabetes, Adipositas, Hyperlipoproteinämie, dem metabolischen Syndrom und dem Gebrauch von kardiotoxischen Reagenzien wie Alkohol oder Chemotherapeutika verursacht. HF kann aus jeder strukturellen oder funktionellen Herzerkrankung resultieren, die die Fähigkeit der Herzkammern, sich mit Blut zu füllen oder auszuwerfen, beeinträchtigt. Die jüngsten Leitlinien zur Diagnose und Behandlung von HF betonen die Bedeutung der Komorbiditäten von HF bei der Identifizierung neuer Behandlungsansätze: Ein enger Zusammenhang zwischen Herz- und Nierenversagen ist gut etabliert, die Assoziation von HF mit Diabetes, Leberversagen und Dysfunktion des Darms sind neue Ziele in der HF-Forschung. Derzeit ist unklar, durch welche Pathomechanismen sich HF in eine "Multiorganerkrankung" verwandelt. Bemerkenswert ist, dass die beteiligten Mechanismen nicht auf die Hypoperfusion peripherer Organe oder stauungsbedingte Organschäden beschränkt sind. Daher ist ein besseres Verständnis der Pathogenese der Krankheit unerlässlich.
Laufende Projekte
Analyse der Darmmikrobiota bei Patienten mit Herzinsuffizienz
Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Darmmikrobiota eine wichtige Rolle bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielen. Eine kürzlich durchgeführte metagenomweite Assoziationsstudie mit Stuhl bei Patienten mit atherosklerotischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen ergab, dass sich das Darmmikrobiom von den gesunden Kontrollen durch eine erhöhte Häufigkeit von Enterobacteriaceae und Streptococcus spp. und funktionell durch das Potenzial für Stoffwechsel oder Transport mehrerer für die kardiovaskuläre Gesundheit wichtiger Moleküle unterscheidet. Darüber hinaus gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass Patienten mit HF im Vergleich zu gesunden Patienten eine Dysbiose der Darmmikrobiota haben. Darüber hinaus war HF in einer italienischen Studie mit einem Anstieg potenziell pathogener Darmbakterien verbunden. Unsere Forschungsgruppe untersucht die pathogenen Mechanismen, die die bakterielle Mikrobiota bei Beginn und Aufrechterhaltung von HF ausübt. Der Schwerpunkt unserer Arbeit liegt auf der Untersuchung der Auswirkungen, die die bakterielle Mikrobiota auf die linksventrikuläre Ejektionsfraktion hat. Aus diesem Grund werden Signalkaskaden untersucht, die zu HF- und Umbauprozessen am Herzmuskel führen. Darüber hinaus wollen wir eine detaillierte Karte des bakteriellen Metagenoms erstellen, um Veränderungen im bakteriellen Metagenom zu identifizieren, die mit HF verbunden sind.
miRNA als Biomarker bei Patienten mit Herzinsuffizienz
Zirkulierende miRNAs haben sich in jüngster Zeit als "Next Generation" Biomarker für verschiedene Krankheiten etabliert. Zirkulierende miRNAs sind stabil gegenüber Bedingungen, die normalerweise RNAs abbauen würden. Sie sind im Blut oder Plasma in extrazelluläre Vesikel (wie Exosomen oder Mikropartikel) integriert oder an bestimmte Proteine gebunden sind, die einen Abbau durch RNAs verhindern. Trotz der genauen Verteilung zwischen diesen Kompartimenten sowie der Mechanismen, die diese Verteilung regeln, ist es kürzlich gelungen, zu zeigen, dass unterschiedliche Krankheitsbilder das Verhältnis zwischen Mikrovesikel- und proteingebundenen miRNAs verändern können. Da sich jedoch gezeigt hat, dass Mikrovesikel Teil eines "horizontalen" RNA-Transfersystems zwischen verschiedenen Zelltypen sind, könnte dieser Prozess für eine organisationsübergreifende Kommunikation im HF-Prozess von besonderer Bedeutung sein. Erst kürzlich konnte gezeigt werden, dass neben miRNAs auch “long non-coding RNAs” in Mikrovesikel integriert werden können und damit Teil dieser interzellulären Austauschprozesse sind. Mit diesem ersten Experiment wollen wir eine umfassende Karte der miRNA erstellen, die in HF differentiell reguliert ist. Wir wollen daher neuartige Biomarker identifizieren, die bei der Diagnose und zukünftigen Therapie von HF helfen.
Kontakt
PD Dr. med. Martina-Elisabeth Spehlmann
Doktorarbeiten
Unsere Arbeitsgruppe bietet Doktorarbeiten sowohl auf dem Gebiet der klinischen Forschung als auch auf dem Gebiet der Grundlagenforschung an. Anfragen oder Vorgespräche sind jederzeit willkommen.
Mitarbeiter
Leitung
PD Dr. med. Martina-Elisabeth Spehlmann
Mitarbeiter
Publikationen
Luedde M, Spehlmann ME, Hippe HJ, Loosen SH, Roy S, Vargas Cardenas D, Vucur M, Frey N, Koch A, Luedde T, Trautwein C, Tacke F, Roderburg C. Serum levels of kisspeptin are elevated in critically ill patients. PLoS One 2018,17;13:e0206064
Luedde M, Spehlmann ME, Frey N. Progress in heart failure treatment in Germany. Clin Res Cardiol 2018;107:105-113.
Luedde M, Roy S, Hippe HJ, Cardenas DV, Spehlmann M, Vucur M, Hoening P, Loosen S, Frey N, Trautwein C, Luedde T, Koch A, Tacke F, Roderburg C. Elevated serum levels of bone sialoprotein during ICU treatment predict long-term mortality in critically ill patients. Sci Rep 2018;8:9750.
Vucur M, Roderburg C, Kaiser L, Schneider AT, Roy S, Loosen SH, Luedde M, Trautwein C, Koch A, Tacke F, Luedde T. Elevated Serum Levels of Mixed Lineage Kinase Domain-Like Protein Predict Survival of Patients during Intensive Care Unit Treatment. Dis Markers 2018 ;2018:1983421.
Feldkamp T, Luedemann M, Spehlmann ME, Freitag-Wolf S, Gaensbacher J, Schulte K, Bajrovic A, Hinzmann D, Hippe HJ, Kunzendorf U, Frey N, Luedde M. Radial access protects from contrast media induced nephropathy after cardiac catheterization procedures. Clin Res Cardiol 2018;107:148-157.
Luedde M, Winkler T, Heinsen FA, Rühlemann MC, Spehlmann ME, Bajrovic A, Lieb W, Franke A, Ott SJ, Frey N. Heart failure is associated with depletion of core intestinal microbiota. ESC Heart Fail. 2017;4:282-290.