Einsatzmöglichkeiten kalter Atmosphärendruckplasmen: ein neuer Therapieansatz zur Beeinflussung der Gewebeumbildung im Rahmen der Leberfibrose

• Antragsteller: Dr. Kristian Wende
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569255279

Chronische Leberschäden durch Viren, Alkoholmissbrauch, metabolische Störungen u.a. können zu einer Leberfibrose führen, bei der funktionales Gewebe durch ein Übermaß an irregulär aufgebauter Extrazellulärmatrix ersetzt wird. Mit der Zeit kann so die Leberfunktion komplett zum Erliegen kommen (Leberzirrhose). Die übermäßige Aktivierung von Bindegewebszellen, verbunden mit einer fehlgesteuerten Reaktion des Immunsystems sind substanzielle Teile des Problems. Eine Behandlung ist derzeit auf die Behandlung der zugrundeliegenden Erkrankung beschränkt. Der vorliegende Projektvorschlag fokussiert auf eine Normalisierung der Zellaktivität der gewebeständigen Myofibroblasten hinsichtlich Proteinproduktion und -sezernierung, Teilungsgeschwindigkeit, und Signaltransduktion durch die Beeinflussung von intra- und extrazellulären Redoxsignalen. Dazu wird ein Gemisch aus unterschiedlichen reaktiven Sauer- und Stickstoffspezies eingesetzt, dass durch eine endoskopisch einsetzbare Plasmaquelle erzeugt wird. Das so gebildete kalte Atmosphärendruckplasma kann in seiner Reaktivität innerhalb eines weiten Rahmens moduliert werden (u.a. durch die Variation des Arbeitsgases und der Leistung). Vorangehende Arbeiten hatten gezeigt, das kalte Plasmen zelluläre Signalprozesse beeinflussen können, z. B. im Rahmen der Behandlung von chronischen Wunden und der (experimentellen) Behandlung von Krebs bzw. Krebsvorstufen. Im Rahmen des Projekts soll diese Hypothese getestet werden. Unter Verwendung von in vitro-2D und 3D-Zellmodellen, in vivo-Modellen (Maus), und ex vivo-Gewebe (Mensch) wird die Aktivität der Myofibroblasten und das Zusammenspiel mit den Zellen des Immunsystems untersucht. Um einen Einblick in die pathophysiologischen Prozesse zu erhalten wird die Proteinexpression in den Zellmodellen und im Gewebe untersucht, wobei die Proteine der extrazellulären Matrix besonders berücksichtigt werden. Zusätzlich wird die Anwesenheit von (oxidativen) post-translationalen Proteinmodifikationen kartiert, da diese wichtigen Signale für Immunzellen, Myofibroblasten, und Lebersternzellen darstellen und an der Ausprägung der Fibrose beteiligt sind. Durch die Optimierung der Plasmaquelle und die Untersuchung von Transportprozessen zwischen aktivem Plasma, nachgeschaltetem Effluenten und den Zell- bzw. Gewebemodellen wird untersucht, welche reaktiven Spezies den größten Einfluss auf die Myofibroblasten haben. Insgesamt soll der Einfluss von kalten Atmosphärendruckplasmen und den von ihnen generierten reaktiven Spezies auf die Pathomechanismen der Leberfibrose untersucht werden umso neue Optionen für therapeutische Interventionen zu erkunden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Lynda Aoudjehane, Ph.D.; Professor Dr. Thierry Dufour; Dr. Laura Fouassier