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Blutgefäßforschung in Baden-Württemberg herausragend

Die erneute Förderung des einzigen DFG-Sonderforschungsbereichs in Deutschland, der sich ausschließlich der Blutgefäßforschung widmet, unterstreicht die in Mannheim und Heidelberg konzentrierte Expertise auf dem Gebiet der Gefäßbiologie.

Bei fast allen wichtigen menschlichen Erkrankungen wie Diabetes, Schlaganfall, Herzinfarkt, periphere arterielle Verschlusskrankheit, Bluthochdruck, rheumatoide Arthritis und Krebskrankheiten spielen pathologische Veränderungen der Blutgefäße eine große Rolle. Direkt oder indirekt sind Erkrankungen des Blutgefäßsystems die Ursache von etwa 70 Prozent der Todesfälle des Menschen.

Trotz dieser enormen - auch sozioökonomischen – Bedeutung der Blutgefäßerkrankungen ist relativ wenig über die zellulären und molekularen Veränderungen der erkrankten Gefäßwand bekannt. Die Analyse der molekularen Mechanismen hat sich bisher vor allem auf die Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von Molekülen und Signalwegen, die bei der Angiogenese (der Blutgefäßneubildung) eine Rolle spielen, konzentriert. Dabei stand die vaskuläre Endothelzelle im Mittelpunkt der Untersuchungen. Weit weniger ist über die Funktion der anderen an der Gefäßneubildung und dem Gefäßumbau beteiligten Zellen, wie endothelialen Vorläuferzellen, Perizyten und glatten Muskelzellen und ihren Interaktionen bekannt. Sie stehen daher im Transregio-Sonderforschungsbereich „Vascular Differentiation and Remodeling“ besonders im Brennpunkt.

Der SFB-Transregio 23: „Vascular Differentiation & Remodeling“

Dem 2005 eingerichteten Transregio-Forschungsverbund SFB-TR23 gehören insgesamt 18 Arbeitsgruppen der Universität Heidelberg mit den Medizinischen Fakultäten Mannheim und Heidelberg, der Universität Frankfurt sowie des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) an. Als einziger von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderter Sonderforschungsbereich (SFB) in Deutschland widmet er sich ausschließlich der Blutgefäßforschung. Mit der 2009 erfolgten Bewilligung für eine weitere Förderperiode von vier Jahren bestätigt die DFG die an diesen Forschungsstätten angesiedelte besondere Expertise auf dem Gebiet der Gefäßbiologie.

Prof. Dr. Hellmut Augustin © SPP 1190
Der Übergang in die neue Förderperiode war mit einem Wechsel der Sprecherfunktion des SFB von Prof. Dr. Karl Plate (Neurobiologisches Institut der Universität Frankfurt) auf Prof. Dr. Hellmut Augustin verbunden. Augustin ist Inhaber des Lehrstuhls für Vaskuläre Biologie und Tumorangiogenese der Aventis-Stiftung am Centrum für Biomedizin und Medizintechnik (CBTM) der Medizinischen Fakultät Mannheim und zugleich Leiter der Abteilung Vaskuläre Onkologie und Metastasierung am DKFZ (siehe BIOPRO-Artikel vom 27.04.09: Mechanismen der Tumor-Gefäß-Interaktionen). Mit seiner „Brückenprofessur“ in einer „Joint Research Division Vascular Biology“ von Medizinischer Fakultät Mannheim und DKFZ bietet Augustin Gewähr für eine enge Vernetzung der am SFB beteiligten Institutionen auf diesem Gebiet.

 

Die im SFB-TR23 verbundenen Forschungsvorhaben lassen sich verschiedenen Projektgruppen mit unterschiedlichem Fokus zuordnen (siehe Abbildung): „Mediatoren und Effektoren“ (A), „Zelluläre Antworten“ (B) und „Zelluläre und systemische Interaktionen“ (C). Hinzu kommen zwei zentrale Serviceprojekte (Z), welche die anderen Arbeitsgruppen bei spezifischen Fragestellungen unterstützen.
Die Zellen der Blutgefäßwand werden unter verschiedenen Aspekten im Rahmen des SFB-TR23 von den Projektgruppen A-C erforscht.
Die Zellen der Blutgefäßwand werden unter verschiedenen Aspekten im Rahmen des SFB-TR23 von den Projektgruppen A-C erforscht. © SFB-TR23

Zebrafische als Modellorganismen der Angiogenese

Im Projekt Z5 des SFB hat die Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Jens Kroll in der von Augustin geleiteten Abteilung am CBTM in Mannheim die Forschung am Zebrafisch (Danio rerio) als Modellorganismus für Untersuchungen der Entwicklung und Funktion des Blutgefäßsystems aufgebaut. Kroll ist auch Wissenschaftlicher Geschäftsführer des SFB-TR23.

Da Embryonen und Larven des Zebrafischs fast durchsichtig sind, kann an ihnen die Entwicklung der Blutgefäße am lebenden Organismus in Echtzeit dargestellt werden. Die Embryonen sind wegen der äußeren Befruchtung der Fischeier zudem einfach zugänglich, entwickeln sich sehr rasch und können leicht manipuliert werden. Weitere Vorteile von Zebrafischen als Modellorganismen liegen darin, dass sie sich mit geringem Aufwand in großer Zahl halten lassen, ein kurzes Generationsintervall haben und daher schnell stark vermehrt werden können.

Zebrafische im Aquarium © Universitätsklinikum Heidelberg

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe des Freiburger Entwicklungsbiologen Prof.Dr. Wolfgang Driever haben Kroll und seine Mitarbeiter jetzt einen neuen Signalweg beschrieben, über den die Bildung von Blutgefäßen während der Entwicklung des Zebrafischs gesteuert werden kann. Die Wissenschaftler identifizierten einen neuen molekularen Schalter (ELMO1), der ein an der Blutgefäßbildung beteiligtes Signaltransduktionsprotein, die kleine GTPase Rac1, reguliert, und konnten zeigen, wie dieser Schalter in Gefäßzellen aktiviert wird.

Graduiertenkolleg Vaskuläre Medizin

Die Bedeutung der vaskulären Medizin als einer von vier Forschungsschwerpunkten der Medizinischen Fakultät Mannheim wird durch das in Mannheim eingerichtete, von der DFG geförderte Graduiertenkolleg „Vascular Medicine“ (GRK 880) besonders hervorgehoben. Das in enger strategischer Zusammenarbeit mit Instituten der Rijksuniversiteit Groningen, Niederlande, als internationales Gemeinschaftsprojekt konzipierte Graduiertenkolleg ist jetzt in seine dritte Förderperiode eingetreten. Ziel des Ausbildungsprogramms zur Förderung des graduierten wissenschaftlichen Nachwuchses ist es, klinisches Wissen und Grundlagenforschung im Bereich der Gefäßmedizin zusammenzubringen. Im Zentrum der dritten Förderperiode steht die „vaskuläre Schädigung“, die beispielsweise bei den großen Volkskrankheiten wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs eine große Rolle spielen. Den Doktoranden bietet das Graduiertenkolleg die Möglichkeit, ihre Arbeit im Rahmen eines koordinierten, von mehreren Hochschullehrern getragenen Forschungsvorhabens durchzuführen, um Fortschritte in der Behandlung dieser Krankheiten zu erzielen.

Literaturhinweise:
Epting D, Wendik B, Bennewitz K, Dietz CT, Driever W, Kroll J: The Rac1 Regulator ELMO Controls Vascular Morphogenesis in Zebrafish. Circulation Research, publ. May 13, 2010

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/blutgefaessforschung-in-baden-wuerttemberg-herausragend