Modulation der Cx43-Expression und Ausrichtung auf die myokardiale Narbe (C14 (P14))

• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422681845

In der ersten Förderperiode haben wir ein genetisches Mausmodel etabliert, das die gezielte Überexpression (OE) von Cx43 in Kardiomyozyten und nicht-Kardiomoyzyten ermöglicht. Im vorliegenden Projekt sollen die Mechanismen untersucht werden, die der Protektion vor post-Infarkt ventrikulären Arrhythmien in beiden Mausmodellen zugrunde liegen. Hierfür kommen optisches Voltage-Mapping ex vivo und zellphysiologische Messungen in Herzschnitten zum Einsatz. Zusätzlich wird auch hochauflösende 3D-Bildgebung und Elektronenmikroskopie durchgeführt, um die Anordnung und Lokalisation von Gap Junctions zu bewerten. Wir wollen auch testen, ob die kombinierte Cx43 OE in Kardiomyozyten und Myofibroblasten einen verbesserten Schutz vor VT nach Infarkt verleiht. Mit Hilfe eines kürzlich publizierten AAV-basierten Targeting-Ansatzes soll die Auswirkung einer selektiven Cx43 OE in den Kardiomyozyten im Übergangsbereich zum Infarkt getestet werden. Angesichts der embryonalen Letalität nach konstitutiver Cx43 OE in Kardiomyozyten soll die Rolle des Kopplungsproteins für die Entwicklung des Mausherzens und menschlicher Kardiomyozyten mit Hilfe von transgenen Mäusen und der 2D- sowie 3D-in-vitro-Differenzierung von menschlichen iPSC-Zellen untersucht werden. Ein weiteres Ziel ist, die zielgerichtete Behandlung des Herzinfarktareals in vivo zu verbessern, hierfür sollen Myofibroblasten in vitro genetisch verändert, mit Nanopartikeln beladen und mit magnetischer Steuerung in das Herz eingebracht werden. Die kardiale Narbenbildung nach Infarkt und die Integration der transplantierten Zellen soll auch durch die Modulation der Immunantwort verbessert werden. Für die mögliche Translation werden wir lentivirale sowie virusfreie Ansätze in Myofibroblasten aus Schweineherzen und hIPSCs untersuchen, um die Transduktionseffizienz zu verbessern. Die beste Strategie soll dann im Schweineherz ex vivo getestet werden, die Herzen werden mit Kontroll- und Cx43 OE Viren im Langendorff System perfundiert, die Transduktionseffizienz sowie physiologische Effekte werden dann in Herzschnitten untersucht. Unsere Experimente zielen darauf ab einen biologischen Antiarrhythmie-Ansatz sowie Methoden für die zielgerichtete Behandlung der Herzinfarktnarbe zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1425: Heterozelluläre Natur von Herzläsionen: Identitäten, Interaktionen, Implikationen
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Bernd Fleischmann; Privatdozent Dr. Wilhelm Röll