AG Hypoxie und Inflammation
Sowohl Sauerstoffmangel als auch Entzündungsreize können die gleichen Gene induzieren. Die Erforschung physiologischer Anpassungsmechanismen und der Regulation der hypoxisch-inflammatorischen Signalwege ist nicht nur für kritisch kranke Patientinnen und Patienten von Bedeutung, sondern auch für Gesunde. Die Entwicklung neuer Diagnostik- und Therapieoptionen ist entscheidend bei kritisch kranken Patienten oder in der Höhen- und Reisemedizin.
Forschungsthemen – Schwerpunkte
Hypoxisch-inflammatorische Genregulation
Die hypoxisch-inflammatorische Genregulation, insbesondere die Hypoxie-induzierbaren Faktoren (HIF), ermöglicht die Anpassung des Körpers an Sauerstoffmangel und Entzündungsreize. Allerdings gibt es zahlreiche genetische Varianten (sogenannte „single-nucleotid polymorphisms“; SNPs), die die Adaptation beeinflussen. Diese genetischen Varianten haben bei kritisch kranken Patientinnen und Patienten Einfluss auf Co-Morbidität und Überleben. Daher untersuchen wir in enger Zusammenarbeit mit der LMU München diese Patienten auf mögliche Zusammenhänge zwischen SNPs von HIF-Zielgenen und dem Outcome.
Höhenanpassung
Die Auswirkungen von hypobarer Hypoxie auf kognitive Funktion und Vitalparameter sind selbst bei trainierten Individuen sehr unterschiedlich und im Einzelfall kaum vorhersagbar. Ein schneller Aufstieg in große Höhen kann zu Berg- oder Höhenkrankheit führen. Wir erforschen klinische und molekulare Mechanismen, die als Prädiktoren für die individuelle Höhenadaptation dienen können. Hierzu stehen wir in engem Kontakt zum EURAC Research Center in Bozen sowie zur LMU München.
Zusammenhänge zwischen Hypoxie und Delir
Für zahlreiche chirurgische Eingriffe wird eine intraoperative Einlungenventilation benötigt, die regelmäßig zu einem Abfall der arteriellen Sauerstoffsättigung führt. Das Ausmaß und die Häufigkeit einer intraoperativen Hypoxämie ist jedoch schwer vorhersagbar. Auch ist unklar, welche Auswirkungen das auf die postoperative kognitive Funktion und ein Delir haben kann. Wir untersuchen daher in einer aktuellen Studie die Zusammenhänge zwischen intraoperativer Hypoxie und kognitiver Funktion bei Patientinnen und Patienten mit Ösophaguskarzinom. Hierfür kooperieren wir mit der Klinik für Allgemein-, Viszeral-, Tumor- und Transplantationschirurgie (Univ.-Prof. Dr. Christiane Bruns).
Hypoxietoleranz bei Patientinnen und Patienten mit Lungenhochdruck
In einer prospektiv, randomisierten Studie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Klinik für Innere Medizin III (Kardiologie, Pneumologie, Angiologie und internistische Intensivmedizin; Univ.-Prof. Dr. Stephan Baldus) untersuchen wir, ob ein moderater Sauerstoffmangel während eines Langstreckenfluges Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit von Patientinnen und Patienten mit Lungenhochdruck hat. Hierfür untersuchen wir Freiwillige in einer Hypoxiekammer und erheben neben zahlreichen funktionellen Parametern auch Variablen der hypoxisch-inflammatorischen Genregulation.
Varianten der hypoxisch-inflammatorischen Genregulation bei COVID-19
Die COVID-19-Erkrankung zeigt bei vielen Menschen einen auffällig unterschiedlichen Krankheitsverlauf. Dieses Phänomen ist nur teilweise durch Alter oder Vorerkrankungen zu erklären. Daher liegt die Vermutung nahe, dass auch genetische Faktoren eine Rolle spielen (sogenannte "single-nucleotide polymorphisms, SNPs"). Daher untersuchen wir an der größten deutschen COVID-19-Kohorte des Nationalen Pandemie Kohorten Netzes (NAPKON) in Zusammenarbeit mit der LMU München Bioproben auf spezielle Genpolymorphismen. Diese genetischen Varianten konnten wir bereits bei Patientinnen und Patienten mit schwerem Lungenversagen und bei Lungentransplantierten nachweisen. In dieser Studie möchten wir die Häufigkeit von Genpolymorphismen der hypoxisch-inflammatorischen Signalwege bei COVID-19-Patienten untersuchen und mit klinischen Verläufen korrelieren.
- Professor Simon Schäfer, LMU München
Professor Schäfer ist leitender Oberarzt der Klinik für Anästhesiologie an der LMU München und beschäftigt sich seit Jahren mit hypoxisch-inflammatorischer Genregulation bei kritisch kranken Patientinnen und Patienten. - Professor Hermann Brugger, EURAC-Research Center, Bozen, Italien
Das EURAC-Research Center betreibt seit 2019 das Terra X Cube, eine weltweit einzigartige Simulationskammer für extreme Witterungsbedingungen. Hier können wir normobare und hypobare Hypoxie, Kälte, Regen und Schnee unter standardisierten Bedingungen simulieren. - Professor Stephan Rosenkranz, Klinik III für Innere Medizin, Uniklinik Köln
Professor Rosenkranz ist international anerkannter Experte für pulmonale Hypertonie und Autor zahlreicher Publikationen und Leitlinien. Durch eine enge Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) planen wir interdisziplinäre und translationale Projekte.
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