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AG Ludwig

Superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel für die nicht-invasive Atherosklerosebildgebun

Projektleiter: Antje Ludwig, Wolfram Poller
Mitarbeiter: Anke Stach


Förderung: DFG-KFO 213, DZHK


Externe Kooperationen: Charité Experimentelle Radiologie, Physikalisch Technische Bundesanstalt Berlin, AG Biosignale

Projektbeschreibung:
Magnetresonanztomografie (MRT) mit Kontrastmitteln, welche spezifisch inflammatorische Komponenten der atherosklerotischen Läsion darstellen, haben ein hohes Potenzial für die nicht-invasive Bildgebung zur Detektion rupturgefährdeter Plaques. Wir untersuchen, ob elektrostatisch stabilisierte superparamagnetische Nanopartikel (very small superparamagnetic iron oxide particles - VSOP) geeignet sind, gefährliche atherosklerotische Plaques darzustellen. Als mögliche Bindungsstrukturen der VSOP untersuchen wir pathologisch veränderte zelluläre und extrazelluläre Bestandteile der atherosklerotischen Läsion. Wir erforschen die Aufnahme- und Transportmechanismen der VSOP in Zelltypen, die an der Plaquebildung beteiligt sind (Monozyten, Makrophagen, Schaumzellen, Endothelzellen, glatte Gefäßmuskelzellen), sowie die Aufnahme in atherosklerotische Mäuse. Darüber hinaus, untersuchen wir mögliche toxische Effekte dieser Zitrat-ummantelten Nanopartikel und den Einfluss ihrer Akkumulation auf die zelluläre Funktion und Signalwege.
Magnetpartikelbildgebung (Magnetic Particle Imaging - MPI) ist eine neue Bildgebungstechnik, welche die Verteilung magnetischer Nanopartikel (MNP) – sogenannte MPI-Tracer - dreidimensional aufgrund ihrer spezifischen magnetischen Eigenschaften darstellt. Unser Ziel ist es, das Potenzial von MPI für die kardiovaskuläre Bildgebung zu testen. Wir nutzen experimentelle Modelle der Atherosklerose (Zellen, Tiermodelle), um zu untersuchen, ob mittels geeigneter MPI-Tracer eine Darstellung entzündlicher atherosklerotischer Plaques durch MPI möglich ist.

Das Ubiquitin-Proteasome-System in der Atherosklerose

Project leader: Antje Ludwig
Mitarbeiter: Nicola Wilck, Bernd Hewing, Henryk Dreger, Anke Stach


Förderung: DZHK (Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung e.V.)


Externe Kooperationen: PD Dr. Silke Meiners (Comprehensive Pneumology Center München), Prof. Michael Groll (TU München), Prof. Agnes Görlach (TU München)


Projektbeschreibung:
Die Atherosklerose wird als chronisch inflammatorische Erkrankung betrachtet, die in Arterien zur Plaquebildung und Gefäßverengung führt. Das Ubiquitin-Proteasom-System (UPS) ist in eukaryontischen Zellen für den Abbau von Proteinen verantwortlich. Das UPS beeinflusst viele für die Entwicklung der Atherosklerose bedeutsame Prozesse. Neben seiner essentiellen Rolle beim Abbau nichtbenötigter oder beschädigter Proteine, ist es in die Regulation inflammatorischer Prozesse, in Schutzmechanismen gegen oxidativen Stress sowie in den Cholesterolstoffwechsel involviert. Wir untersuchen die Bedeutung des UPS in grundlegenden Prozessen der Atherosklerose. Darüber hinaus testen wir, ob die Beeinflussung des UPS (z.B. durch Proteasominhibitoren) eine mögliche Therapieoption für die Behandlung der Atherosklerose darstellt.

Glykosaminoglykane als Zielstrukturen für die nicht-invasive Bildgebung instabiler atherosklerotischer Plaques

Projektleiter: Wolfram Poller, Antje Ludwig
Mitarbeiter: Anke Stach, Vasileios Karampelas
Förderung: Friede Springer Herz Stiftung; Deutsche Gesellschaft für Kardiologie; Charité BIH Clinical Scientist Programm  


Externe Kooperationen: Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin, AG Biosignale; Institut für Pathologie; Klinik für Allgemein-, Viszeral-, Gefäß- und Thoraxchirurgie; Institut für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Pathobiochemie


Projektbeschreibung:
Rupturen atherosklerotischer Plaques verursachen lebensbedrohliche Komplikationen wie Herzinfarkt und Schlaganfall. Diagnostische Methoden zur rechtzeitigen Erkennung instabiler Plaques sind daher dringend erforderlich. Proteoglykane (PG) und ihre Glykosaminoglykan - Seitenketten (GAG) sind Hauptbestandteile der Extrazellulärmatrix in atherosklerotischen Plaques und spielen eine wichtige Rolle bei der Krankheitsprogression. Es ist derzeit nicht bekannt, ob Plaqueinstabilität mit einem spezifischen PG/GAG Muster korreliert. Ziel dieses Projektes ist die Identifikation instabilitäts-assoziierter PG/GAG und ihre Nutzung als Zielstrukturen für die nicht invasive Bildgebung. Es wird eine vergleichende Analyse der PG/GAG Zusammensetzung, der GAG Struktur sowie ihrer chemischen Modifikationen in stabilen und instabilen Plaques aus humanen Koronarien und Karotiden durchgeführt. Dabei kommen sowohl glykoanalytische Techniken (HPLC, CE-LIF, MALDI-Imaging), als auch histologische und expressionsanalytische Methoden (RT-PCR, Western Blot, IHC, TEM, FISH) zum Einsatz um instabilitäts-assoziierte PG/GAG als neue Zielstrukturen für die nicht-invasive Atherosklerose-Bildgebung zu identifizieren.