Das Konzept der Perinatalen Programmierung besagt, dass Einflüsse in einem sensitiven Zeitfenster der Entwicklung langfristige Auswirkung auf Struktur und Funktion der Lunge haben und für chronische Lungenerkrankungen prädisponieren.

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

Die Arbeitsgruppe Translationale Experimentelle Pädiatrie - Experimentelle Pneumologie untersucht insbesondere die funktionelle Rolle mechanischer Beatmung und Sauerstoff sowie metabolische Einflüsse wie mütterliche Adipositas im frühen „perinatalen“ Ursprung chronischer Lungenerkrankungen.

  • Mechanische Beatmung und Sauerstoffgabe sind zwar lebensrettende Maßnahmen bei Frühgeborenen, induzieren aber eine chronische Lungenerkrankung, die als Bronchopulmonale Dysplasie (BPD) bekannt ist. Charakteristika der BPD sind insbesondere eine reduzierte Alveolen- und Mikrogefäßbildung sowie fibroproliferative Prozesse. BPD betrifft mehr als 30% der Frühgeborenen und ist ein Risikofaktor später Emphysem, COPD oder pulmonal arterieller Hypertonie zu entwickeln.
  • Adipositas ist ein stetig zunehmendes gesundheitliches sowie sozioökonomisches Problem. Wir konnten zeigen, dass früh postnatales Übergewicht die Lungenentwicklung beeinflusst und zu einem Asthma-ähnlichen Krankheitsbild führt. Gestörte metabolische Einflüsse, wie sie bei mütterlicher Adipositas vorliegen, sind als Risikofaktor für diese Lungenveränderungen identifiziert worden (Metabolische Programmierung). Im Fokus aktueller Studien steht nun der Einfluss mütterlicher Adipositas auf die Lungenentwicklung sowie die Interaktion zwischen Fettgewebe und Lunge.  

Unser Forschungsschwerpunkt liegt zum einen auf der Untersuchung molekularer Mechanismen, welche die Alveolarisation, Bronchogenese und pulmonale Angiogenese steuern. Zum anderen beabsichtigen wir, neue Signalwege aufzudecken, welche Perinatale (Metabolische) Programmierung von chronischen Lungenerkrankungen induzieren, um präventive und therapeutische Strategien zu entwickeln.

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 wird anhand von Zellkulturen die funktionelle Rolle von Sauerstoff sowie mechanischen Kräften auf das Überleben und die Differenzierung von Zellen untersucht. Die Translation in die Klinik ist durch eine enge Zusammenarbeit mit unserer Klinik angestrebt.

    Laufende Projekte

    • Mütterliche Adipositas und metabolische Programmierung von Lungenstruktur und Lungenfunktion
    • Molekulare Mechanismen der Alveolarisation und Angiogenese in der ventilations- und sauerstoffinduzierten Lungenschädigung der neugeborenen Maus
    • Rolle von Inflammation bei normaler Alveolarisation und Bronchopulmonaler Dysplasie
    • Der Einfluss mütterlicher Adipositas auf die Pathogenese kardiovaskulärer
    • Erkrankungen bei den Nachkommen

    Das Team

    Dr. vet. med. Katharina Dinger
    Dr. Philipp Kasper
    Celien Kulper, M.D.
    Dr. Nava Mehdiani
    Dr. Jan-Christoph Thomassen
    Christina Vohlen, Technische Assistentin
    Dharmesh Hirani, M.Sc., Ph.D. Student
    Jasmine Mohr, M.Sc., Ph.D. Student

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