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Otto Loewi Forschungszentrum
ForschungOtto Loewi ForschungszentrumForschungszentren und InstituteMed Uni Graz

Forschungsteam Heinemann

Forschungsschwerpunkt Chronische Atemwegs- und Lungenerkrankungen

Teamleiter: Akos Heinemann

Fokus: Chemotaktische Faktoren, ihre Rezeptoren und Adhäsionsmoleküle sowohl auf Leukozyten als auch auf den Endothelzellen in den Blutgefäßen spielen eine entscheidende Rolle im mehrstufigen Prozess der Leukozyteninfiltration in das Gewebe, und gelten daher als vielversprechende therapeutische Ziele bei verschiedenen Entzündungszuständen. In diesem Prozess spielen auch Blutplättchen eine Rolle und können dabei die Blutgerinnung aktivieren. Wir konzentrieren uns auf die vertiefte Erforschung der Funktion von Leukozyten und des Endothels, und ihre Interaktion miteinander, um neue pharmakologische Angriffspunkte und Wirkstoffe zu entwickeln. Dazu verwenden wir isolierte Zellsysteme, Gewebekulturen, Patient*innenproben und Krankheitsmodelle.

Vernetzung: Der Lehrstuhl für Pharmakologie zeichnet sich durch teamübergreifende Vernetzung mit den Forschungsgruppen von Eva Sturm, Petra Luschnig (Krankheitsmodelle), Rudolf Schicho (Histologie und Fluoreszenzmikroskopie) und Gunther Marsche (Lipid Metabolismus) aus. Patient*innenproben werden in wissenschaftlicher Zusammenarbeit von den Klinischen Abteilungen für Pulmonologie, Kardiologie, Nephrologie, und Geburtshilfe zur Verfügung gestellt. Enge Kooperationen bestehen auch mit dem Ludwig-Boltzmann-Institut für Lungengefäßforschung und internationalen Partner*innen.

Projekte

Funktionsänderung des endoplasmatischen Retikulums und der Mitochondrien in Lungenfibrose

  • Idiopathische Lungenfibrose (IPF) ist eine verheerende Erkrankung mit schlechter Prognose und unklarer Ätiologie.  Frühere Daten belegen, dass Stress des endoplasmatischen Retikulums (ER) und die Induktion einer ungefalteten Proteinantwort in alveolären Epithelzellen das Fortschreiten der Lungenfibrose fördern.  In ähnlicher Weise wurde eine Rolle der mitochondrialen Dysfunktion bei der Pathogenese von IPF beschrieben.  Das ER und die Mitochondrien sind durch definierte Strukturen, sogenannte Mitochondrien-assoziierte ER-Membranen (MAMs), verbunden. Zahlreiche Prozesse wie Ca2+- und Lipidstoffwechsel, Stressantworten, mitochondriale Spaltung/Fusion und Autophagie werden über MAMs reguliert.  Wie die molekularen Mechanismen veränderter ER- und mitochondrialer Funktion miteinander verbunden sind und zum Beginn und Fortschreiten von IPF beitragen, ist nicht klar.  Daher zielen wir darauf ab, frühe mechanistische Auslöser im ER und/oder in den Mitochondrien zu identifizieren, die eine Rolle bei der Entstehung von IPF spielen könnten.
  • Projektdauer: 2024-2028
  • Gefördert durch: PhD Programm Molecular Medicine, Medizinische Universität Graz
  • Projektpartner*innen: Thomas Bärnthaler, Katharina Jandl, Grazyna Kwapizsewska (Otto Loewi Forschungszentrum, Lehrstuhl für Physiologie und Ludwig Boltzmann Institut für Lungengefäßforschung), Wolfgang Graier (Gottfried Schatz Forschungszentrum).

Succinat als ein neues Target in der Therapie der idiopathischen pulmonalen Fibrose

  • Bei der idiopathischen pulmonalen Fibrose handelt es sich um eine chronisch fortschreitende Lungenerkrankung, mit sehr kurzer mittlerer Überlebenszeit. In den letzten Jahren ist die Wichtigkeit metabolischer Prozesse in dieser Erkrankung verstärkt in den Vordergrund gerückt.  Eine wesentliche Rolle darin spielt der Zitratzyklus, der sowohl Energie als auch Bausteine für andere Prozesse bereitstellt. In diesem Projekt wird untersucht, welche Rolle hier Succinat, ein Zwischenprodukt dieses Stoffwechselweges spielt. Unter Verwendung von in vivo, in vitro und ex vivo Experimenten soll klarwerden, ob es sich hierbei um einen möglichen Angriffspunkt für die Therapie fibrotischer Erkrankungen handelt.
  • Projektdauer: 2021-2025
  • Gefördert durch: Docfund RespImmun, FWF
  • Projektpartner*innen: Rishi Rajesh, Reham Atallah, Grazyna Kwapizsewska und Leigh Marsh (Otto Loewi Research Center, Division of Physiology und Ludwig Boltzmann Insitut für Lungengefäßforschung), Stefano Angiari (Otto Loewi Research Center, Division of Immunology), Corina Madreiter-Sokolowski (Division of Molecular Biology and Biochemistry).

Veränderung der eosinophilen Granulozyten im Alter

  • Es ist bekannt, dass sich mit zunehmendem Alter die Funktion des Immunsystems verschlechtert. Dieses Phänomen wird mit dem Begriff der Immunseneszenz bezeichnet. Es gibt hier gute Belege für diesen Effekt in Zellen des adaptiven Immunsystems (B- und T-Zellen) aber nur sehr eingeschränkte Erkenntnisse im Zusammenhang mit der angeborenen Immunität. Eosinophile Granulozyten sind Zellen des angeborenen Immunsystems, die traditionellerweise mit allergischen Erkrankungen und der Abwehr von Parasiten in Zusammenhang gebracht werden. Ihre Rolle und Funktion mit zunehmendem Alter sind am Menschen nur wenig erforscht, obwohl tierexperimentelle Studien vielversprechende Erkenntnisse zeigen. In diesem Projekt sollen die Veränderung mittels RNA-Sequenzierung sowie funktionellen Methoden erforscht und dadurch mögliche Angriffspunkte für die Therapie der Immunseneszenz gefunden werden.
  • Projektdauer: 2022-2026
  • Gefördert durch: PhD Programm Molecular Medicine, Medizinische Universität Graz
  • Projektpartner*innen: Svetlana Pahernik, Reham Atallah, Johannes Fessler (Otto Loewi Research Center, Division of Immunology), Wolfgang Schwinger (Department of Pediatric Hemato-Oncology), Dominique Thomas (Goethe University Frankfurt).

15-Prostaglandindehydrogenase im akuten Nierenversagen

  • Beim akuten Nierenversagen handelt es sich um eine häufige Diagnose, mit schlechter Langzeitprognose. Bisher gibt es keine spezifischen pharmakologischen Behandlungsmöglichkeiten. Die Ursachen sind vielfältig, aber zu den häufigsten gehören nephrotoxische Substanzen, zuvorderst nicht-steroidale Antirheumatika. Diese Medikamente wirken über eine Synthesehemmung der Prostaglandine (PG). Es ist bekannt, dass manche Prostaglandine, vor allem PGE2, nephroprotektiv wirken können. Im Körper geschieht der Abbau dieses Prostaglandins - gemeinsam mit anderen nephroprotektiven Substanzen wie Lipoxin A4 - über die 15-Prostagladindehydrogenase. Das Ziel dieses Projektes ist herauszufinden, ob die Hemmung dieses Enzyms bei akutem Nierenversagen therapeutisch genutzt werden kann.
  • Projektdauer: 2022-2023
  • Projektfinanzierung: Apart-Mint (ÖAW)
  • Projektpartner: Agnes Mooslechner, Kathrin Eller (Deparment of Nephrology), Marion Pollheimer (Pathology), Dominique Thomas (Goethe University Frankfurt).

Basalmembran-Fragmente als neue Mediatoren der Leukozyten-Aktivierung

  • Die Basalmembran trägt maßgeblich zur Barrierefunktion des Endothels bei. Bei verschiedenen akuten oder chronischen Lungenerkrankungen kommt es zu einem Angriff auf die Basalmembran durch Proteasen, was zu einer Fragmentierung und einer gleichzeitigen Freisetzung von bioaktiven Fragmenten, so genannten Matrikinen, führen kann. In diesem Projekt wird untersucht, welchen Einfluss Matrikine der Basalmembran auf Leukozytenfunktion haben, und welche Rolle diese Interaktion in akuten Lungenerkrankungen spielt. Durch detaillierte pharmakologische Charakterisierung suchen wir nach neuen Angriffspunkten, um die Wirkung von Matrikinen auf die Funktionen von Leukozyten zu modulieren.
  • Projektdauer: 2022-2024
  • Gefördert durch: Startförderung, Medizinische Universität Graz
  • Projektpartner*innen: Grazyna Kwapizsewska und Ceren Ayse Mutgan (Otto Loewi Research Center, Division of Physiology und Ludwig Boltzmann Insitut für Lungengefäßforschung), Malgorzata Wygrecka (Center for Infection and Genomics of the Lung (CIGL), Faculty of Medicine, Justus Liebig University).

Lehrstuhl für Pharmakologie

Univ.-Prof. Dr.
Akos Heinemann  
T: +43 316 385 74112
E: akos.heinemann(at)medunigraz.at
Akos Heinemann
Forschungsprofil

Team

Mitarbeiter*innen

Forschungsgalerie

EP4 and DP1 receptor staining on primary human microvascular endothelial cells.
EP4 and DP1 receptor staining on primary human microvascular endothelial cells.
Bildgröße: 1000 x 600
Dateigröße: 506 KB
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3D sprouting of primary human microvascular endothelial cells. Conditioned medium (CM) from human IL-4 polarized monocyte-derived macrophages potentiates HPMEC sprouting.
3D sprouting of primary human microvascular endothelial cells. Conditioned medium (CM) from human IL-4 polarized monocyte-derived macrophages potentiates HPMEC sprouting.
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Dateigröße: 487 KB
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Prostaglandin D2 protects primary human microvascular endothelial cells against thrombin-induced barrier disruption. VE-cadherin (green) and F-actin (red) were stained to visualize monolayer integrity.
Prostaglandin D2 protects primary human microvascular endothelial cells against thrombin-induced barrier disruption. VE-cadherin (green) and F-actin (red) were stained to visualize monolayer integrity.
Bildgröße: 1000 x 600
Dateigröße: 593 KB
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Proteome ProfilerTM from R&D systems allows evaluation of angiogenic factors in IL-4 polarized human monocyte-derived macrophage conditioned medium.
Proteome ProfilerTM from R&D systems allows evaluation of angiogenic factors in IL-4 polarized human monocyte-derived macrophage conditioned medium.
Bildgröße: 1000 x 600
Dateigröße: 438 KB
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