Grundlagen Forschung

Trotz intensiver Forschung auf dem Gebiet der kardiovaskulären Erkrankungen sind die zugrunde liegenden pathophysiologischen Mechanismen der Entstehung und Progression von Atherosklerose noch weitgehend unaufgeklärt. Insbesondere biologische Prozesse und Faktoren, die zu vulnerablen atherosklerotischen Plaques führen und im Bereich der Arteria carotis häufig ischämische Hirninfarkte verursachen, sind Gegenstand vielfältiger Forschung.

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Das Gleiche gilt auch für die Erkrankung des abdominalen Bauchaortenaneurysmas (AAA), der häufigsten Aneurysmaerkrankung, die weitgehend asymptomatisch verläuft und bei einer Ruptur in >80% zum Tod des Betroffenen führt. Aus diesen Gründen kommt einer individualisierten und zuverlässigen Prognose vulnerabler atherosklerotischer Plaques oder rupturgefährdeter AAAs eine überragende Bedeutung zu.

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Um die pathophysiologischen Veränderungen erkrankter Gefässe eingehend untersuchen zu können, wird eine grosse Anzahl an geeignetem vaskulärem Gewebe benötigt. Aus diesem Grund ist einer der Ziele unserer Forschungsgruppe, in Zusammenarbeit mit dem Clinical Trial Center der USZ (Dr. Weisskopf, Leiter der Biobank), eine Vaskuläre Biobank aufzubauen.

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Der Fokus der Grundlagenforschung der Klinik für Gefässchirurgie liegt dabei auf Erkrankungen der Aorta, der A. carotis und der arteriellen Verschlusskrankheit (PAVK). Durch eine enge Kooperation mit der renommierten Experimental Vascular Medicine von Professor Maegdefessel an der TU München, die über eine der europaweit grössten vaskulären Biobanken verfügt, kann auf einmaliges Wissen und Material zurückgegriffen werden [1].

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Die Forschungsschwerpunkte der Klinik für Gefässchirurgie am USZ liegen im Bereich der Epigenetik und non-conding RNA. Im Focus stehen dabei insbesondere glatte Muskelzellen, die wichtigsten Zellen, die die Stabilität der Gefässwand gewährleisten. Ihr Schicksal und phänotypische Veränderung stehen im engen Zusammenhang mit vulnerablen Plaques und Rupturrisiko von AAA. Den wichtigsten pathogenetischen Vorgängen im vaskulären Gewebe liegt die Zunahme und Deregulierng der inflammatorischen und proteolytischen Prozesse zugrunde. Hier spielen insbesondere epigenetische Veränderungen der DNA und des Chromatins, wie auch non-coding RNAs (ncRNAs) eine wesentliche Rolle. Es wurde kürzlich gezeigt, dass mehr als 90% aller Erkrankungen mit nicht-kodierenden DNA Regionen einhergehen [2] und dass ncRNAs eine zentrale Rolle in vielen atherosklerotischen Prozessen spielen [3]. Die genaue Funktion vieler ncRNAs in kardiovaskulären Erkrankungen ist noch weitgehend unerforscht. Um genauere Einblicke in die Mechanismen der Epigenetik und ncRNAs zu erhalten, bedienen wir uns unter anderem den modernsten Untersuchungstechniken wie Next Generation Sequencing, Transcriptom- und Proteomanalysen und Single Cell Sequencing.

 

Literatur:

[1]    Pelisek J. et al. Biobanking: Objectives, Requirements, and Future Challenges-Experiences from the Munich Vascular Biobank. J Clin Med 2019; 16:8(2).
[2]   St Laurent G, Vyatkin Y, KapranovP1.Dark matter RNA illuminates the puzzle of genome-wide association studies.BMC Med. 2014;12:97.
[3]    Turner AW et al. Multi-Omics Approaches to Study Long Non-coding RNA Function in Atherosclerosis. Front Cardiovasc Med. 2019;6:9.

Ausgewählte Publikationen:

Pelisek J, Zimmermann A, et al. Biobanking: Objectives, Requirements, and Future Challenges-Experiences from the Munich Vascular Biobank. J Clin Med 2019; 16:8(2).

Xu S, Kamato D, Little PJ, Nakagawa S, Pelisek J, Jin ZG.Targeting epigenetics and non-coding RNAs in atherosclerosis: from mechanisms to therapeutics.PharmacolTher. 2019 ;196:15-43.

Xu S, Pelisek J, Jin ZG. Atherosclerosis Is an Epigenetic Disease. Trends EndocrinolMetab. 2018;29(11):739-742

Li DY, Busch A, Jin H, Chernogubova E, Pelisek J, Karlsson J, Sennblad B, Liu S, Lao S, Hofmann P, Bäcklund A, Eken SM, Roy J, Eriksson P, Dacken B, Ramanujam D, Dueck A, Engelhardt S, Boon RA, Eckstein HH, Spin JM, Tsao PS, Maegdefessel L. H19 Induces Abdominal Aortic Aneurysm Development and Progression. Circulation. 2018;138(15):1551-1568.

Cochain C, Vafadarnejad E, Arampatzi P, Pelisek J, Winkels H, Ley K, Wolf D, Saliba AE, Zernecke A. Single-Cell RNA-Seq Reveals the Transcriptional Landscape and Heterogeneity of Aortic Macrophages in Murine Atherosclerosis. Circ Res. 2018;122(12):1661-1674.

Jin H, Li DY, Chernogubova E, Sun C, Busch A, Eken SM, Saliba-Gustafsson P, Winter H, Winski G, Raaz U, Schellinger IN, Simon N, Hegenloh R, Matic LP, Jagodic M, Ehrenborg E, Pelisek J, Eckstein HH, Hedin U, Backlund A, Maegdefessel L. Local Delivery of miR-21 Stabilizes Fibrous Caps in Vulnerable Atherosclerotic Lesions. MolTher. 2018;26(4):1040-1055.

Klaus V, Tanios-Schmies F, Reeps C, Trenner M, Matevossian E, Eckstein HH, Pelisek J. Association of Matrix Metalloproteinase Levels with Collagen Degradation in the Context of Abdominal Aortic Aneurysm. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;53(4):549-558.

Eken SM, Jin H, Chernogubova E, Li Y, Simon N, Sun C, Korzunowicz G, Busch A, Bäcklund A, Österholm C, Razuvaev A, Renné T, Eckstein HH, Pelisek J, Eriksson P, González Díez M, Perisic Matic L, Schellinger IN, Raaz U, Leeper NJ, Hansson GK, Paulsson-Berne G, Hedin U, Maegdefessel L.MicroRNA-210 Enhances Fibrous Cap Stability in Advanced Atherosclerotic Lesions. Circ Res. 2017 Feb 17;120(4):633-644.

Pelisek J, Wendorff H, Wendorff C, Kuehnl A, Eckstein HH. Age-associated changes in human carotid atherosclerotic plaques. Ann Med. 2016; 48(7):541-551.

Han Y, Tanios F, Reeps C, Zhang J, Schwamborn K, Eckstein HH, Zernecke A, Pelisek J. Histone acetylation and histone acetyltransferases show significant alterations in human abdominal aortic aneurysm. Clin Epigenetics. 2016;8:3.

Greissel A, Culmes M, Napieralski R, Wagner E, Gebhard H, Schmitt M, Zimmermann A, Eckstein HH, Zernecke A, Pelisek J. Alternation of histone and DNA methylation in human atherosclerotic carotid plaques. ThrombHaemost. 2015;114(2):390-402.

Zimmermann A, Senner S, Eckstein HH, Pelisek J. Histomorphological evaluation of atherosclerotic lesions in patients with peripheral artery occlusive disease. Adv Med Sci. 2015;60(2):236-9.


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