Metabolismus in der Forschung
Der Stoffwechsel spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf kardiovaskulärer Erkrankungen. Ein gestörter Stoffwechsel, wie etwa bei Diabetes mellitus oder metabolischem Syndrom, erhöht das Risiko für Herzerkrankungen deutlich. Insbesondere Faktoren wie erhöhte Blutzucker- und Blutfettwerte sowie Insulinresistenz beeinflussen negativ die Funktion der Blutgefäße und des Herzmuskels. Unsere Forschung konzentriert sich daher intensiv darauf, wie metabolische Veränderungen präventiv und therapeutisch adressiert werden können, um das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu reduzieren und die Gesundheit des Herzens zu fördern.
Laufende Projekte
Quelle: AG Cramer, Scheiber, Spieker, Oehler, Zweck, Polzin, Quast, Düsseldorf
Sowohl systemisch zirkulierende als auch lokal entstehende Metabolite spielen in der Pathogenese von Herzklappenerkrankungen eine wichtige Rollte. Ein besonderer Forschungsschwerpunkt liegt auf der genaueren Untersuchung der Rolle von Sphingosin-1-Phosphat (S1P) beim Voranschreiten der Klappenkalzifizierung im Rahmen der Aortenklappenstenose. Wir konnten einerseits zeigen, dass durch die voranschreitende Kalzifizierung der Klappe erhöhter mechanischer Stress entsteht und die lokale S1P Produktion deutlich ansteigt. Andererseits konnten wir den Wirkmechanismus dieses S1P-Überschusses über den S1P-Rezeptor 2 und durch dessen Aktivierung ausgelöste Signalkaskade aufklären, der zur weiteren Verstärkung der Aortenklappenstenose führt. In aktuellen Studien untersuchen wir die Möglichkeiten einer pharmakologischen Intervention in diesem sich selbst verstärkenden Mechanismus, um das Fortschreiten der Erkrankung künftig zu verlangsamen oder sogar zu verhindern und somit eine alternative Option zum operativen Klappenersatz bzw. zur Reparatur zu schaffen.
Im Krankheitsbild der Aortenklappenstenose konnten wir außerdem bereits in der Frühphase der Erkrankung Veränderungen der kardialen Mitochondrienfunktion nachweisen. Wir konnten zudem aufzeigen, dass sich verschiedene Typen kardialer Amyloidose hinsichtlich ihrer myokardialen Mitochondrienfunktion unterscheiden, was sich letztlich auch auf die kardiale Struktur auswirkt.
Im Bereich der AV-Klappeninterventionen untersuchten wir den Einfluss systemischer metabolischer Einflussgrößen um die Mortalität nach Edge-to-edge Mitralklappenrekonstruktion besser vorhersagen zu können. Dazu nutzen und betrachten wir unter anderem:
- Neue MRI/MRS Techniken zur Darstellung der myokardialen Energetik und des Stoffwechels
- Respirometrie von Mitochondrien bei terminaler Herzinsuffizienz
- Einfluss des systemischen Glukometabolismus auf die myokardiale Energetik
- Bildgebung und Scoring systemische Einflussgrößen bei AV-Klappeninterventionen
- Gerinnungsstörungen bei (nicht)ischämischer Herzinsuffizienz
Metabolismus bei systemischen Erkrankungen
Wir konnten durch Kombination von short- und long-read RNA Sequencing Diabetes assoziierte transkriptionelle Veränderungen eines Hauptregulators des kardialen Stoffwechsels (peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha, PGC-1α) auf Isoform-Ebene charakterisieren. Unsere Untersuchungen des Einflusses systemischer Lipide auf die kardiale Funktion bewiesen die kardioprotektive Schlüsselrolle von insbesondere aus Blutplättchen sezerniertem Sphingosin-1-Phosphat (S1P). Aktuell laufende Untersuchungen des Cardiovascular Research Lab (CVRL) zielen darauf ab, das komplexe Zusammenspiel zwischen kardialem Stoffwechsel und Blutplättchen im Kontext neuer stoffwechselwirksamer Medikamente, wie beispielsweise Sodium Glucose Cotransporter 2 (SGLT2)-Inhibitoren und Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonisten (GLP1-RA), weiter zu entschlüsseln.
Im Rahmen unserer Forschung untersuchen wir sowohl die Effekte systemischer Metabolite auf die kardiale Funktion als auch den myokardialen Energiestoffwechsel und dessen Regulation. So konnten wir im Mausmodel zeigen, dass eine systemische Insulinresistenz mit einer gestörten mitochondrialen Kopplungseffizienz im Herzmuskel assoziiert ist. Darüber hinaus haben wir die methodischen Voraussetzungen geschaffen, um den myokardialen Stoffwechsel im humanen Herzen in verschiedenen physiologischen und pathophysiologischen Zuständen umfassend zu charakterisieren, insbesondere durch modernste kardiale Magnetresonanztomographie und -spektroskopie (CMR und MRS).
So konnten wir bei Menschen mit Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) eine reduzierte oxidative Kapazität des Myokards feststellen. Interessanterweise zeigte sich außerdem, dass die myokardiale mitochondriale oxidative Funktion bereits im Prädiabetes beeinträchtigt ist. Mittels state-of-the-art CMRT konnten wir feststellen, dass die metabolischen Veränderungen des Myokards bei T2DM mit einer beeinträchtigten diastolischen bei gleichzeitig erhaltener systolischer Funktion einhergehen.
Einfluss von Lipiden auf kardiovaskuläre Erkrankungen
Bekanntermaßen spielen auch andere Lipide, wie etwa Omega-3-Fettsäuren, eine wichtige Rolle in der Entstehung und dem Voranschreiten kardiovaskulärer Erkrankungen. Große randomisierte Studien zur Wirkung von Omega-3-Fettsäuren auf kardiovaskuläre Ereignisse zeigen bisher widersprüchliche Ergebnisse. Zudem sind die genauen biologischen Mechanismen dieser Effekte bislang nicht vollständig geklärt. Daher war und ist die genauere Aufklärung des zu Grunde liegenden Wirkmechanismus ein weiterer Forschungsschwerpunkt unserer Arbeitsgruppe.
In unseren Studien zu Omega-3-Fettäuren konnten wir bereits zeigen, dass Eicosapentaensäure (EPA) die Aktivität von Blutplättchen, einschließlich ihrer Adhäsion, Degranulation und Aggregation, dosisabhängig hemmt. Experimente im Mausmodel und molekulare Analysen deuten darauf hin, dass EPA direkt mit der Arachidonsäure um das Enzym COX-1 konkurriert, was für die hemmende Wirkung entscheidend ist. Bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zeigte sich außerdem, dass ein Wechsel von EPA zu einer Kombination mit Docosahexaensäure (DHA) die hemmende Wirkung auf Blutplättchen deutlich vermindert, was die unterschiedlichen Studienergebnisse teilweise erklären kann.
Einfluss von Lipidmediatoren auf ischämische Herzinsuffizienz
Auch im akuten Myokardinfarkt (AMI) spielen freigesetzte Lipide wie S1P eine wichtige Rolle. Thrombozytenhemmende Medikamente sind Standard in der Behandlung des AMI, könnten jedoch nützliche Effekte aktivierter Thrombozyten verdecken. Wir konnten in Studien zeigen, dass Thrombozyten eine wichtige Quelle für einen Anstieg von S1P während eines AMI sind, der mit geringerer kardiovaskulärer Sterblichkeit und kleinerer Infarktgröße in STEMI assoziiert ist.
Durch mechanistische Studien im Mausmodel haben wir gezeigt, dass Überstand aktivierter Thrombozyten die Infarktgröße bei Mäusen reduziert. Wir konnten darüber hinaus nachweisen, dass dieser Effekt S1P abhängig ist, da Störungen in der S1P-Produktion (SphK1), -Freisetzung (Mfsd2b) oder -Signalübertragung (S1P1) diesen schützenden Effekt aufheben. Die Ergebnisse legen nahe, dass einige Thrombozytenhemmer (wie Tirofiban) die kardioprotektiven Effekte erhalten, während andere (wie Cangrelor) sie beeinträchtigen, was neue therapeutische Ansätze eröffnet.
AG Cramer, Spieker, Voß, Zweck, Polzin - Düsseldorf
Publikationen
Min Zhu, Kun Hua, Huiqing Wang, Zhiyuan Guan, Zexin Tong, Juan Gao, Quanyou Shi, Hu Wang, Shen Yan, Yuhua Liu, Qingqing Shi, Tan Xu, Jiaxing Wang, Tianqi Chang, Yuzhou Xue, Yaobo Zhao, Yiwen Fu, Huiping Zheng, Xinheng Feng, Shaomei Shang, Xiu-Jie Wang, Shi-Qiang Wang, Zhe Zhang, Feng Lan,Changtao Jiang,Xiubin Yang,Lemin Zheng, Ming Xu, Glycoursodeoxycholic acid 3 sulfate sodium links hemodynamics and bile acid metabolism in aortic stenosis, Journal of Advanced Research, 84, (639 655), (2026).https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.09.011
Philipp Mourikis et al. Icosapent ethyl reduces arterial thrombosis by inhibition of cyclooxygenase-1–induced platelet reactivity.Sci. Transl. Med.17,eado0610(2025).DOI:10.1126/scitranslmed.ado0610
Polzin, A., Dannenberg, L., Benkhoff, M. et al. Revealing concealed cardioprotection by platelet Mfsd2b-released S1P in human and murine myocardial infarction. Nat Commun 14, 2404 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-38069-5
Obwohl die Mortalität von Herz-Kreislauf-Erkrankungen in den letzten 50 Jahren unter anderem aufgrund von Innovationen in der medizinischen Versorgung reduziert werden konnte, stellen kardiovaskuläre Erkrankungen auch weiterhin weltweit die Haupttodesursache dar. Insbesondere Patienten mit Diabetes mellitus und chronischer Niereninsuffizienz (CKD) weisen ein massiv erhöhtes kardiovaskuläres Risiko auf. Zur Reduktion der kardiovaskulären Morbidität und Mortalität müssen neue therapeutische Ansatzpunkte identifiziert und in die klinische Anwendung gebracht werden. Daten der letzten 2 Jahrzehnte konnten darlegen, dass Entzündungsprozesse eine wichtige Rolle für kardiovaskuläre Erkrankungen wie Atherosklerose, Herzinfarkt und Herzinsuffizienz spielen. So konnte gezeigt werden, dass inflammatorische Netzwerke zwischen dem Gefäß, dem Herzmuskel, dem Knochenmark, der Milz, dem sympathischen Nervensystem und dem Darm die Entstehung als auch den Verlauf kardiovaskulärer und kardiometabolischer Erkrankungen maßgeblich beeinflussen.
Der Fokus unserer Arbeitsgruppe ist es die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen dieser Inflammationsnetzwerke im Rahmen des Organ-Cross-Talks besser zu verstehen und hieraus neue immunologische Therapie-Targets abzuleiten. Wir interessieren uns hierbei insbesondere für intestinale Mediatoren (wie die Inkretinhormone GLP-1, GLP-2 und GIP) und Immunzellen aus dem Darm (z.B. intraepitheliale Lymphozyten). In einem Bench-to-Bedside Ansatz möchten wir Beobachtungen aus der Grundlagenforschung in klinischen Studien validieren (Register, Biobanken, epidemiologische Studien, Interventionsstudien).
AG Kahles - Aachen
Inflammation bei kardiometabolischen Erkrankungen
Publikationen
Berkan Kurt, Martin Reugels, Kai M Schneider, Jens Spiesshoefer, Andrea Milzi, Alexander Gombert, Christopher B Fordyce, Florian A Wenzl, Neha J Pagidipati, Viviane Rocha, Marat Fudim, Abhinav Sharma, Michael Lehrke, Hiroaki Shimokawa, Giovanna Liuzzo, Lale Tokgozoglu, Filippo Crea, Thomas F Lüscher, Peter Libby, Paul M Ridker, Nikolaus Marx, Carolin V Schneider, Florian Kahles, C-reactive protein and cardiovascular risk in the general population, European Heart Journal, Volume 47, Issue 15, 14 April 2026, Pages 1799-1810, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf937
Florian A Wenzl, Peizhi Wang, Florian Kahles, Katharina R Beck, Evangelos Giannitsis, Slayman Obeid, Francesco Bruno, Xinmin S Li, David Nanchen, Luca Liberale, Maria A Smolle, Victor Schweiger, Roland Klingenberg, Robert Manka, Barbara E Stähli, Christian Templin, Maximilian König, Jinqing Yuan, Mustafa Yildirim, Michael Lehrke, Arnold von Eckardstein, Nikolaus Marx, François Mach, Lorenz Räber, Hugo A Katus, Elisabeth Steinhagen-Thiessen, Ilja Demuth, John Deanfield, Peter Libby, Stanley L Hazen, Arash Haghikia, Ulf Landmesser, Fredrik Bäckhed, Thomas F Lüscher, on behalf of the SPUM-ACS, CLEVER-ACS, Heidelberg II-ACS and LipidCardio Investigators, Gut microbiota-derived imidazole propionate predicts cardiometabolic risk in patients with coronary artery disease, European Heart Journal, 2025;, ehaf661, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf661
Berkan Kurt, Matthias Rau, Oliver Hartmann, Andreas Bergmann, Martin Reugels, Susanne Just, Florian A. Wenzl, Julia Moellmann, Jens Spießhöfer, Andrea Milzi, Kinan Kneizeh, Kirsten Thiele, Mathias Hohl, Simina-Ramona Selejan, Emiel P.C. van der Vorst, Edgar Dahl, Jörg Schröder, Thomas F. Lüscher, Nikolaus Marx, Michael Lehrke, Florian Kahles,
Adjustment of the SMART risk score by bioactive adrenomedullin enables a more accurate prediction of mortality in patients with ASCVD, Atherosclerosis, Volume 406, 2025, 120220, ISSN 0021-9150, https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2025.120220.
Janssen H, Kahles F, Liu D, Monocytes re-enter the bone marrow during fasting and alter the host response to infection, Immunity, 2023; 56, 783-796.e7
Kahles, F., Rau, M., Reugels, M. et al. The gut hormone glucose-dependent insulinotropic polypeptide is downregulated in response to myocardial injury. Cardiovasc Diabetol 21, 18 (2022). doi.org/10.1186/s12933-022-01454-3
Angeborene T-Zellen (innate-like T cells) stellen eine einzigartige Gruppe von Lymphozyten dar, die Eigenschaften der angeborenen und adaptiven Immunität miteinander verbinden. Im Gegensatz zu konventionellen T-Zellen können sie rasch auf entzündliche Zytokine, metabolischen Stress und Gewebeschädigungen reagieren, ohne dass eine vorherige Antigen-Erfahrung erforderlich ist. Dadurch fungieren sie als frühe Sensoren von Gewebeschäden und als Regulatoren lokaler Immunantworten.
In den vergangenen Jahren konnten wir zeigen, dass die Funktion der mukosaassoziierten invarianten T-Zellen (MAIT-Zellen), einer der häufigsten Populationen angeborener T-Zellen beim Menschen, eng durch den zellulären Stoffwechsel reguliert wird. Unsere Arbeiten haben nachgewiesen, dass Signale aus dem Glukose-, Lipid- und mitochondrialen Stoffwechsel die Aktivierung von MAIT-Zellen, ihre Produktion inflammatorischer Zytokine, ihre Zytotoxizität sowie gewebereparative Programme maßgeblich beeinflussen. Diese Erkenntnisse positionieren MAIT-Zellen als wichtige Integratoren metabolischer und immunologischer Signale und legen nahe, dass metabolische Veränderungen innerhalb erkrankter Gewebe ihre Funktion unmittelbar beeinflussen können.
Bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie dem abdominalen Aortenaneurysma (AAA), bei denen tiefgreifende metabolische und inflammatorische Veränderungen in der Gefäßwand auftreten, könnte das Verständnis darüber, wie der Stoffwechsel die Antworten von MAIT-Zellen steuert, neue Mechanismen der Krankheitsprogression aufdecken und neue therapeutische Ansatzpunkte eröffnen.
AG Riffelmacher AG Winkels - Köln
Komorbiditäten, wie Diabetes mellitus und chronische Nierenerkrankung (CKD), beeinflussen maßgeblich die Prognose von Patienten. Der Diabetes mellitus zählt zu den großen, kontinuierlich zunehmenden Volkskrankheiten und aktuell sind in Deutschland etwa 6 Millionen Menschen an Diabetes erkrankt. Die Entwicklung einer Herzinsuffizienz ist eine häufige Komplikation bei Patienten mit Diabetes mellitus und geht mit einer 7 bis 10-fach erhöhten Mortalität einher. Ein weiterer bislang nur unvollständig verstandener Risikofaktor für thrombembolische Ereignisse und die Entwicklung einer Herzinsuffizienz ist die chronische Nierenerkrankung. Die Herzen von Patienten mit Diabetes und/oder CKD weisen verschiedene metabolische und strukturelle Veränderungen auf, ohne dass die molekularen Mechanismen im Detail aufgeklärt sind. Entsprechend fehlen spezifische therapeutische Optionen, um die Prognose von Patienten mit Herzinsuffizienz und Diabetes mellitus bzw. CKD zu verbessern. Aufgrund dessen widmen wir uns sowohl in grundlagenwissenschaftlichen Projekten als auch in großen klinischen Studien der Aufklärung molekularer und pathophysiologischer Mechanismen, die bei Patienten mit Diabetes bzw. CKD zur kardiovaskulären Morbidität und Mortalität beitragen.
AG Marx-Schütt - Aachen
Bedeutung von Komorbiditäten für kardiovaskuläre Erkrankungen
Publikationen
Schuett K, Marx N, Lehrke M. The Cardio-Kidney Patient: Epidemiology, Clinical Characteristics and Therapy. Circ Res. 2023 Apr 14;132(8):902-914. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.122.321748. Epub 2023 Apr 13. PMID: 37053284; PMCID: PMC10097497.
Katharina Marx-Schütt, David Z I Cherney, Joachim Jankowski, Kunihiro Matsushita, Massimo Nardone, Nikolaus Marx, Cardiovascular disease in chronic kidney disease, European Heart Journal, Volume 46, Issue 23, 14 June 2025, Pages 2148–2160, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf167
Marx, N., Kern, J.-S., Berger, M., Rizk, M., Marx-Schütt, K., Wolfart, S., Jankowski, V., Lysaja, K., Heinzmann, A., Wolf, M., Reugels, M., & Jankowski, J. (2025). Association of Complement Factor D with Cardiovascular Mortality and Clot Lysis in CKDJournal of the American Society of Nephrology https://doi.org/10.1681/ASN.0000000870
Die Forschungsgruppe von Dr. Van der Vorst beschäftigt sich mit der Wechselwirkung zwischen Lipiden und dem Immunsystem im Zusammenhang mit kardiovaskulären Erkrankungen (CVD). In jüngster Zeit mehren sich die Hinweise, auch aus seiner eigenen Forschung, dass die Hauptfaktoren für die Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Dyslipidämie und Entzündung, voneinander abhängig sind und dass zwischen diesen beiden Faktoren ein erheblicher Crosstalk besteht. Mit seiner Expertise über hochdichte Lipoproteine (HDL) und Chemokinrezeptoren wird er das Zusammenspiel zwischen diesen beiden Faktoren untersuchen. Darüber hinaus wird das Zusammenspiel verschiedener anderer Lipide und Lipidderivate mit immunologischen Schlüsselfaktoren untersucht, wodurch hoffentlich neue therapeutische Ziele aufgezeigt werden können. Besonderes Interesse seiner Forschungsgruppe gilt auch einer bisher im Hinblick auf das kardiovaskuläre Risiko eher vernachlässigten Untergruppe von Patienten, nämlich den Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD). Es hat sich eindeutig gezeigt, dass CKD-Patienten eine stark erhöhte Inzidenz von CVD haben, was durch die Tatsache, dass fast die Hälfte der CKD-Patienten eher an CVD als an der primären Nierenerkrankung stirbt, eindeutig belegt wird. Interessanterweise lässt sich dieses erhöhte CVD-Risiko bei CKD-Patienten nicht vollständig durch die klassischen CVD-Risikofaktoren wie Bluthochdruck oder Dyslipidämie erklären, was auf die Existenz CKD-spezifischer kardiovaskulärer Risikofaktoren hindeutet. Ziel ist es daher, die Rolle des Immun-Lipid-Crosstalk als pathologischer Mechanismus bei CKD zu erforschen, der zu diesem erhöhten CVD-Risiko beitragen könnte.
AG Van der Vorst - Aachen
Immune-Lipid Crosstalk Research Group
Publikationen
Svenja Adam, Sanne L. Maas, Rosanna Huchzermeier, Leonida Rakateli, Kathrin Abschlag, Mathias Hohl, Liangliang Liao, Matthias Bartneck, Margee Teunissen, Kristiaan Wouters, Donato Santovito, Joachim Jankowski, Erik A.L. Biessen, Emiel P.C. van der Vorst, The calcium-sensing-receptor (CaSR) in adipocytes contributes to sex-differences in the susceptibility to high fat diet induced obesity and atherosclerosis,
eBioMedicine, Volume 107, 2024, 105293, ISSN 2352-3964, doi.org/10.1016/j.ebiom.2024.105293.
Döring Y, van der Vorst EPC, Yan Y, Neideck C, Blanchet X, Jansen Y, Kemmerich M, Bayasgalan S, Peters LJF, Hristov M, Bidzhekov K, Yin C, Zhang X, Leberzammer J, Li Y, Park I, Kral M, Nitz K, Parma L, Gencer S, Habenicht A, Faussner A, Teupser D, Monaco C, Holdt L, Megens RTA, Atzler D, Santovito D, von Hundelshausen P, Weber C. Identification of a non-canonical chemokine-receptor pathway suppressing regulatory T cells to drive atherosclerosis. Nat Cardiovasc Res. 2024 Feb 1;3:221-242. doi: 10.1038/s44161-023-00413-9. Epub 2024 Jan 22. PMID: 39044999; PMCID: PMC7616283.
Anette Christ, Sanne L. Maas, Han Jin, Chang Lu, Bart Legein, Erwin Wijnands, Lieve Temmerman, Jeroen Otten, Aaron Isaacs, Martin Zenke, Monika Stoll, Erik A.L. Biessen, Emiel P.C. van der Vorst, In situ lipid-loading activates peripheral dendritic cell subsets characterized by cellular ROS accumulation but compromises their capacity to prime naïve T cells, Free Radical Biology and Medicine, Volume 210, 2024, Pages 406-415, ISSN 0891-5849, doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2023.11.044.
Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe sind metabolische Veränderungen bei kardiovaskulären Erkrankungen. Von großer Bedeutung ist das Zusammenspiel kardiovaskulärer Erkrankungen mit Erkrankungen wie dem Diabetes und der chronischen Niereninsuffizienz sowie inflammatorischen Prozessen. Wir streben ein molekulares Verständnis der zugrundeliegenden Krankheitsprozesse auf zellulärer Ebene an und interessieren uns für Verbindungspunkte zwischen Zellwachstum, Substratutilisation und mitochondrialer Funktion. Dies erfolgt mit dem Ziel, bestehende Therapien besser zu verstehen und neue therapeutische Targets zu identifizieren. Ein besonderes Interesse liegt auf der Wirkung von Inkretinhormonen wie GLP-1 und GIP sowie der SGLT2-Inhibition im kardiovaskulären System.
AG Möllmann - Aachen
Publikationen
Moellmann, J., Glandien, K., Klinkhammer, B.M., Wollenhaupt, J., Noels, H., Jankowski, J., Lebherz, C., Boor, P., Lehrke, M. and Marx, N. (2025), Development of a Mouse Model of Uremic Cardiomyopathy: Investigating the Impact of Chronic Kidney Disease on Cardiac Function and Signaling Pathway. The FASEB Journal, 39: e70639. https://doi.org/10.1096/fj.202500281R
Julia Moellmann, Katja Krueger, Dickson W.L. Wong, Barbara M. Klinkhammer, Eva M. Buhl, Jonas Dehairs, Johan V. Swinnen, Heidi Noels, Joachim Jankowski, Corinna Lebherz, Peter Boor, Nikolaus Marx, Michael Lehrke, 2,8-Dihydroxyadenine-induced nephropathy causes hexosylceramide accumulation with increased mTOR signaling, reduced levels of protective SirT3 expression and impaired renal mitochondrial function, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease, Volume 1870, Issue 1, 2024, 166825, ISSN 0925-4439, doi.org/10.1016/j.bbadis.2023.166825
Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit den komplexen Zusammenhängen zwischen Stoffwechselregulation und kardiovaskulärer Gesundheit. Ein besonderer Fokus liegt auf den Hormonen Amylin und den Inkretinhormonen, die eine zentrale Rolle bei der Regulation des Blutzuckerspiegels spielen. Wir erforschen, wie diese Hormone den Glukosehaushalt beeinflussen und zur Entstehung oder Vermeidung von Diabetes mellitus und kardiovaskulären Erkrankungen beitragen können. Amylin ist ein vom Pankreas produziertes Hormon, dessen physiologische Funktion und pathologischen Einfluss wir untersuchen, um die Rolle von Amylin in der Glukosehomöostase besser zu verstehen und so dessen Einfluss auf pathologische Prozesse modellieren zu können. Insbesondere soll dabei das Zusammenspiel von Amylin und Inkretinhormonen untersucht werden. Wir analysieren die Mechanismen, durch die metabolische Erkrankungen zur Schädigung der Blutgefäße und des Herzens führen, insbesondere zur Entstehung und zum Verlauf von Arteriosklerose und Herzinsuffizienz bei Diabetikern. Unsere Arbeiten liefern Grundlagen für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien, insbesondere durch den gezielten Einsatz hormoneller Wirk- oder Ersatzstoffe zur Prävention kardiovaskulärer Komplikationen bei Diabetes. In unsere Forschung kombiniert wir molekularbiologische Methoden, präklinische Modelle und klinische Daten, um ein tieferes Verständnis für die pathophysiologischen Zusammenhänge zwischen Hormonwirkung, Stoffwechselerkrankungen und kardiovaskulärer Gesundheit zu gewinnen.
AG Gorgels - Aachen
Hormone in kardiovaskulären Erkrankungen - Uniklinik Aachen
Publikationen
Viviana Casagrande, Luca Panarello, Alessio Lepri, Andrea Quatrana, Chiara Internò, Lorenzo Antonetti, Elena Bonanno, Ilaria Cicalini, Damiana Pieragostino, Andrea Gorgels, Vincenzo De Laurenzi, Claudia Goettsch, Marina Cardellini, Massimo Federici, Rossella Menghini, Effect of 3-hydroxyisobutyrate in vivo administration on cardiometabolic disease in ApoE-/- mouse model, Pharmacological Research, Volume 220, 2025, 107943, ISSN 1043-6618, https://doi.org/10.1016/j.phrs.2025.107943.
Jonas Heyn, Andrea Gorgels, Nicolas Hense, Alexander Gombert, Eva Miriam Buhl, Lisa Stark, Sonja Vondenhoff, Joel Simon, Heidi Noels, Nikolaus Marx, Claudia Goettsch,
GRP75 inhibition attenuates arterial calcification, Atherosclerosis, Volume 409, 2025, 119243, ISSN 0021-9150, https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2025.119243.
Dzhanaev, R., Hasberg, C., Gorgels, A., Schmitz, C., Winkler, C.F., Malyaran, H., Gräber, S., Gentier, A., Jaminon, A., Agten, S., Hackeng, T., Akbulut, A.C., Schurgers, L., Mottaghy, F.M., Goettsch, C., Jahnen-Dechent, W. (2023). Application of the mineral-binding protein fetuin-A for the detection of calcified lesions. Theranostics, 13(2), 659-672. doi.org/10.7150/thno.78773.
Der Interaktion zwischen Herz und Lunge kommt im Rahmen zahlreicher Erkrankungen eine zentrale Bedeutung zu. Insbesondere eine Druckerhöhung in der pulmonalen Zirkulation („pulmonale Hypertonie“) ist unabhängig von der Genese bedeutsam für Morbidität und Mortalität. Ca. 1% der Gesamtbevölkerung weist eine Druckerhöhung im kleinen Kreislauf jedweder Genese auf. Dies führt in der Regel zu einer chronischen Rechtsherzbelastung mit Rechtsherzinsuffizienz bis hin zum Rechtsherzversagen.
Die Arbeitsgruppe befasst sich intensiv mit den pathobiologischen Grundlagen sowie der Therapie und Klassifikation der pulmonalen Hypertonie. Im Rahmen translationaler Forschungsansätze werden Pathomechanismen, therapeutische Targets und entsprechende Signalwege sowohl im Rahmen der humanen Erkrankung als auch an etablierten Mausmodellen untersucht. Der grundlagenwissenschaftliche Fokus liegt dabei auf vaskulären Remodeling-Prozessen und peptidischen Wachstumsfaktoren sowie den durch sie aktivierten Rezeptor-Tyrosinkinasen und weiterer Kinase-abhängiger Signalwege. Darüber hinaus stehen auch die Pathomechanismen der adaptiven und maladaptiven Rechtsherzhypertrophie im Fokus des Interesses. Bezüglich vaskulärer Remodeling-Prozesse liegt ein grundlagenwissenschaftlicher Fokus auf der Evaluation PI-3-Kinase-abhängiger Signalwege. Hier konnte PI-3-Kinase-Alpha als zentrales Zielmolekül im Rahmen der pulmonal arteriellen Hypertonie identifiziert werden. Bei Gruppe-2-pulmonaler Hypertonie (im Kontext von Linksherzerkrankungen) konnte im Rahmen der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion und resultierender pulmonaler Hypertonie relevante Therapie-Targets in verschiedenen Kompartimenten (linkes Herz, pulmonaler Zirkulation, rechtes Herzen) identifiziert werden. Der klinische Bereich deckt Phase II-, III und IV-Studien bei unterschiedlichen Formen des Lungenhochdrucks und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Therapiestrategien ab.
AG Rosenkranz - Köln
Publikationen
Humbert M, McLaughlin VV, Badesch DB, Ghofrani HA, Gibbs JSR, Gomberg-Maitland M, Preston IR, Souza R, Waxman AB, Moles VM, Savale L, Vizza CD, Rosenkranz S, Shi Y, Miller B, Mackenzie HS, Kim SS, Loureiro MJ, Patel MJ, Koglin J, Cornell AG, Hoeper MM; ZENITH Trial Investigators. Sotatercept in patients with pulmonary arterial hypertension at high risk for death. N Engl J Med. 2025 May 29;392(20):1987-2000. doi: 10.1056/NEJMoa2415160. PMID: 40167274.
Zierden M, Berghausen EM, Gnatzy-Feik L, Millarg C, Picard FSR, Kiljan M, Geißen S, Polykratis A, Zimmermann L, Nies R, Pasparakis M, Baldus S, Valasarajan C, Pullamsetti SS, Winkels H, Vantler M, Rosenkranz S. Hematopoietic PI3Kδ deficiency aggravates murine atherosclerosis through impairment of Tregs. JCI Insight. 2024 Nov 22;9(22):e155626. doi: 10.1172/jci.insight.155626. PMID: 39378110. PMCID: PMC11601942.
Gerhardt F, Fiessler E, Olsson KM, Kayser MZ, Kovacs G, Gall H, Ghofrani HA, Badr Eslam R, Lang IM, Benjamin N, Grünig E, Halank M, Lange TJ, Ulrich S, Leuchte H, Held M, Klose H, Ewert R, Wilkens H, Pizarro C, Skowasch D, Wissmüller M, Hellmich M, Olschewski H, Hoeper MM, Rosenkranz S. Positive vasoreactivity testing in pulmonary arterial hypertension: therapeutic consequences, treatment patterns, and outcomes in the modern management era. Circulation. 2024 May 14;149(20):1549-1564. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.122.063821. PMID: 38606558.
Berghausen EM, Janssen W, Vantler M, Gnatzy-Feik LL, Krause M, Behringer A, Joseph C, Zierden M, ten Freyhaus H, Klinke A, Baldus S, Alcazar MA, Savai R, Pullamsetti SS, Wong DWL, Peter Boor P, Zhao JJ, Schermuly RT, Rosenkranz S. Disrupted PI3K subunit p110alpha signaling protects against pulmonary hypertension and reverses established disease in rodents. J Clin Invest. 2021 Oct 1;131(19):e136939. doi: 10.1172/JCI136939. PMCID: PMC8483754.
Rosenkranz S, Feldman J, McLaughlin VV, Rischard F, Lange TJ, White RJ, Peacock AJ, Gerhardt F, Ebrahimi R, Brooks G, Satler C, Frantz RP; ARROW Study Group. Selonsertib in adults with pulmonary arterial hypertension (ARROW): a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 trial. Lancet Respir Med. 2022 Jan;10(1):35-46. doi: 10.1016/S2213-2600(21)00032-1.