Einflüsse, wie Ernährungsstörungen oder Stress vor und nach der Geburt können in einem sensitiven Zeitfenster der Entwicklung langfristige Auswirkung auf Struktur und Funktion von Organen bis ins spätere Lebensalter haben. Dieses Phänomen der Perinatalen Programmierung spielt zunehmend auch eine zentrale Rolle in der Entwicklung von Lungenerkrankungen.

Bronchopulmonale Dysplasie (BPD) betrifft mehr als 20% der Frühgeborenen und ist ein Hauptrisikofaktor sowohl für chronische Lungenerkrankungen im Kindes- sowie für die Entwicklung eines Emphysems im Erwachsenenalter. Mechanische Beatmung, Sauerstoffgabe sowie Ernährungstherapie sind zwar lebensrettende Maßnahmen, beeinflussen aber auch zentrale Prozesse der Lungenentwicklung und haben somit eine Perinatale Programmierung von Lungenerkrankungen zur Folge.

Daher liegt der Forschungsschwerpunkt der AG Alcazar zum einen auf der Untersuchung molekularer Mechanismen, welche Lungenentwicklung, insbesondere die Alveolarisation steuern; zum anderen zielen wir darauf ab, Signalwege aufzudecken, die Perinatale Programmierung von chronischen Lungenerkrankungen induzieren.

Wir nutzen neben experimentellen Modellen diätetischer Intervention  und postnataler Hyperoxie auch ein einzigartiges Modell der ventilations-induzierten Lungenschädigung neugeborener Mäuse, welches gemeinsam mit Prof. Dr. Bland (Stanford University) etabliert wurde. Die phänotypische Charakterisierung erfolgt anhand morphometrischer Analysen sowie  Lungenfunktionstestungen.  Zur Erforschung zentraler Signalwege wird eine Vielzahl molekularbiologischer Techniken angewandt. Darüber hinaus wir anhand von Zellulturversuchen die funktionelle Rolle von Nahrungskomponenten, Sauerstoff sowie mechanischen Kräften auf das Überleben und die Differenzierung von Zellen untersucht.

Unser übergeordnetes Ziel ist es, ein besseres Verständnis für die Mechanismen, die Lungenwachstum steuern und durch perinatale Einflussfaktoren beeinflusst werden zu erlangen, um neue präventive Strategien gegen Chronische Lungenerkrankungen zu entwickeln.

Laufende Projekte

  1. Mütterliche Adipositas und metabolische Programmierung von Lungenstruktur und Lungenfunktion in den Nachkommen
  2. Rolle von Inflammation in normaler Alveolarisation und Bronchopulmonaler Dysplasie
  3. Molekulare Mechanismen, die das Zellüberleben und die Alveolarisation in der Ventilations-induzierten Lungenschädigung der neugeborenen Maus steuern
  4. Der Einfluss mütterlicher Adipositas auf die Pathogenese kardiovaskulärer
    Erkrankungen bei den Nachkommen

Das Team

Katharina Dinger
Dr. Nava Mehdiani
Christina Vohlen

Publikationen

Alejandre Alcázar MA, Dinger K, Vohlen C, Rother E, Plank C, Dötsch J. Prevention of postnatal hyperalimentation protects against disrupted TGF-β and IL-6 signaling in Lungs after IUGR. J Nutr. 2014

Appel S, Turnwald EM, Alejandre Alcazar MA, Ankerne J, Rother E, Kuschewski R, Wohlfarth M, Schnare M, Meissner U, Dötsch, J. Leptin does not induce a preeclampsia-like inflammatory response in the murine placenta. Horm Metab Res, 2014

Alejandre Alcázar MA, Östreicher I, Appel S, Rother E, Vohlen C, Plank C, Dötsch J. Developmental regulation of Stat3-mediated inflammation: the missing link between intrauterine growth restriction and pulmonary dysfunction? J Mol Med, 2012

Alejandre-Alcázar MA, Boehler E, Rother E, Amann K, von Hörsten S, Plank C, Dötsch J. Early postnatal hyperalimentation leads to impaired renal function partially via renal postreceptor leptin resistance, Endocrinology, 2012

Rother E, Kuschewski R, Alejandre Alcázar MA, Oberthuer A, Bae-Gartz I, Vohlen C, Roth B, Dötsch J, Hypothalamic JNK1 and IKKβ Activation and Impaired Early Postnatal Glucose Metabolism after Maternal Perinatal High-Fat Feeding, Endocrinology. 2012

Alejandre Alcázar MA
, Morty RE, Lendzian L, Vohlen C, Oestreicher I, Plank C, Schneider H, Dötsch J. Inhibition of TGF-β Signaling and Decreased Apoptosis in IUGR-Associated Lung Disease in Rats, PLoS One, 2011

Alejandre Alcázar MA, Boehler E, Amann K, Klaffenbach D, Hartner A, Allabauer I, Wagner L., v. Hörsten S., Plank C., Dötsch J. Persistent changes within the intrinsic kidney-associated NPY system and tubular function by litter size reduction,  Nephrol Dial Transplant, 2011

Alejandre Alcázar MA
, Michiels-Corsten M, Vicencio AG, Reiss I, Ryu J, de Krijger RR, Haddad GG, Tibboel D, Seeger W, Eickelberg O, Morty RE. TGF-beta signaling is dynamically regulated during the alveolarization of rodent and human lungs, Dev Dyn, 2008

Alejandre Alcázar MA
, Shalamanov PD, Amarie OV, Sevilla-Pérez J, Seeger W, Eickelberg O, Morty RE. Temporal and spatial regulation of bone morphogenetic protein signaling in late lung development, Dev Dyn, 2007

Alejandre Alcázar MA
, Kwapiszewska G, Reiss I, Amarie OV, Marsh LM, Sevilla-Pérez J, Wygrecka M, Eul B, Köbrich S, Hesse M, Shermuly RT, Seeger W, Eickelberg O, Morty RE. Hyperoxia modulates TGF-β/BMP signaling in the neonatal lung: implications for the pathogenesis of bronchopulmonary dysplasia, Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2007

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