Mechanismen der Kalzifikation - Schwerpunkte

Schwerpunkt 1: Experimentelle Verkalkungsmodelle 

In diesem Zusammenhang untersuchen wir Pathomechanismen der Entstehung der Gefäßverkalkung sowie deren Inhibition anhand kürzlich entdeckter Kalzifikationshemmstoffe. Hierzu zählen im Wesentlichen Fetuin-A und Matrix-Gla-Protein (MGP). In Kooperation steht uns hierzu das Modell der Fetuin-A defizienten Maus zur Verfügung, das im Institut für Zell- und Molekularbiologie an Grenzflächen (Leitung von Prof. Jahnen-Dechent) entwickelt wurde. Die Aktivierung von MGP ist Vitamin-K vermittelt, so dass der Vitamin-K-Metabolismus im Stadium der Niereninsuffizienz ebenfalls zum Forschungsgebiet unserer AG zählt.

Darüber hinaus wird die Auswirkung verschiedener pharmakologischer Substanzen, die den Kalziumphosphathaushalt beeinflussen, auf die Gefäßverkalkung untersucht. Dies geschieht generell an Primärkulturen von murinen glatten Gefäßmuskelzellen (VSMC) sowie an Tiermodellen der Niereninsuffizienz (subtotale Nephrektomie, Adenin-Modell).

Abb. 1: Der Vitamin-K-Antagonist Warfarin induziert in der Maus eine Gefäßverkalkung (schwarz).

Schwerpunkt 2: Verkalkungen bei Dialysepatienten 

Risikofaktoren für Gefäßverkalkungen bei Dialysepatienten sind unter anderem ein gestörter Calcium-Phosphat-Haushalt. Basierend auf den tierexperimentellen Erkenntnissen wird die Bedeutung von Verkalkungsinhibitoren für die Gefäßverkalkung bei Dialysepatienten untersucht. Ein Mangel von Verkalkungsinhibitoren ist mit Gefäßverkalkungen assoziiert. Somit stellt Vitamin K eine mögliche Therapieoption dar. In diesem Rahmen konnten wir kürzlich zeigen, dass eine Verabreichung von Vitamin K die Aktivität des Verkalkungshemmstoffes MGP verbessert werden kann. Zudem konnten verschiedene direkte als auch indirekte Methoden zur Erfassung der Gefäßverkalkung etabliert werden.

 

 

Abb. 2: Nachweis von Verkalkungen der Herzkranzgefäße und der Aorta bei einem dialysepflichtigen Patienten mittels CT

Schwerpunkt 3: Einfluss von Polymorphismen auf die kardiovaskuläre Mortalität von Dialysepatienten 

Genpolymorphismen können möglicherweise eine erhöhte Anfälligkeit für bestimmte Erkrankungen erklären. In diesem Projekt werden Polymorphismen in der Bedeutung für die Gefäßverkalkung und für das Auftreten von kardiovaskulären Ereignissen bei Dialysepatienten untersucht.
 

Schwerpunkt 4: Kardiale Diagnostik bei niereninsuffizienten Patienten 

Etablierte kardiale Screeningmethoden wie das Belastungs-EKG sind bei niereninsuffizienten Patienten nicht ausreichend sensitiv. Aufgrund des erhöhten kardiovaskulären Risikos ist aber eine valide kardiale Diagnostik bei niereninsuffizienten Patienten essentiell. In Zusammenarbeit mit der Medizinischen Klinik I (Kardiologie) werden innovative technische Verfahren angewendet, um das Spektrum der kardialen Diagnostik bei diesen Hochrisikopatienten zu verbessern.

 

 

Abb. 3: Darstellung der Herzkranzgefäße mit Magnetresonanztomographie eines niereninsuffizienten Patienten.