rebirth | News 2.2015

rebirth | News 2.2015
Inhalt/Contents
Seite/Page 1 – 3
Titelthema/Cover story
Seite/Page 4 – 5
Neue wissenschaftliche
Ergebnisse/
New scientific findings
Seite/Page 6 – 16
Mitteilungen und Meldungen/
News and updates
Seite/Page 12
Impressum/Imprint
Axel Haverich
Koordinator
Coordinator
Vorwort
Ich freue mich, Ihnen hiermit die zweite
Ausgabe unserer REBIRTH News im Jahr
2015 überreichen zu können.
Dr. Raj Bhayadia am Organbad.
Raj Bhayadia, PhD, in front of the organ bath.
Titelthema | Cover story
Kurze Telomere bewirken eine
Störung der Gefäßfunktion
Short telomeres bring about
impairment of vascular function
Raj Bhayadia, Bernhard M. W. Schmidt, Meike Hömme, Anette Melk
(RG Senescence in Vascular Regeneration)
REBIRTH-Forscher zeigen einen funktionellen Zusammenhang zwischen Endothelzellalterung und endothelialer Dysfunktion.
REBIRTH researchers show functional relationship between aging of endothelial cells
and endothelial dysfunction
Unsere Lebenserwartung wird wesentlich vom
Zustand unserer Blutgefäße bestimmt. Zahlreiche Interventionen zielen daher darauf ab, die
Gefäße „jung und gesund“ zu erhalten. Auf der
Suche nach Möglichkeiten, das Gefäßsystem in
einem jugendlichen Zustand zu bewahren, befasst sich die Arbeitsgruppe von Frau Professorin
Anette Melk mit der Fragestellung, wie zelluläre
Mechanismen des Alterns die Entwicklung und
das Fortschreiten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beeinflussen.
Our life expectancy is largely determined by the
state of our blood vessels. Many interventions
are therefore aimed at keeping these vessels
’young and healthy’. In exploring ways to keep
the vascular system in a youthful condition, the
research group led by Professor Anette Melk is
investigating how cellular mechanisms of aging
influence the development and progression of
cardiovascular disease.
l weiter auf Seite 2
l continued on page 2
Auch in diesem Heft berichten wir über eine
Reihe spannender Themen: So erforschten
die REBIRTH-Wissenschaftler, welchen
Einfluss die genetische Punktmutation im
β-Myosin-Gen auf das Herzgewebe hat.
Unsere Forscher konnten zudem Mittel für
zwei europaweite Projekte einwerben und
erhielten auf verschiedenen Konferenzen
zahlreiche Preise für ihre Forschung.
Ich hoffe, diese Ausgabe unserer REBIRTH
NEWS findet Ihr Interesse und wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen.
Foreword
I’m delighted to be able to present the second edition of REBIRTH NEWS in 2015.
Once again you will find a lot of interesting
topics. REBIRTH scientists are looking at
how genetic point mutation of the beta-myosin gene influences heart tissue. Our scientists were able to acquire two European
grants and received numerous awards at
several conferences.
I hope you find the latest issue of our
REBIRTH NEWS a stimulating, enjoyable
read.
2 | rebirth News 2.2015
Figure
1
Titelthema | Cover story
Abb.1
1800
FISH intensity (mean O.D.)
Abb. 1: Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) zur Telomerlängenbestimmung:
Signifikant kürzere Telomere in
Endothelzellen von Telomerase
knockout (Terc-/-) Mäusen ab
Generation 3 (G3).
Fig. 1: Fluorescence in situ hybridisation (FISH) for telomere
length determination:
Significantly shorter telomeres
in endothelial cells of telomerase
knockout (Terc-/-) mice starting at
generation 3 (G3).
1400
1000
*
600
Terc-/- G1
Terc-/- G3
Terc-/- G4
*
200
0
Terc+/+
Terc+/+ Terc-/- Terc-/- Terc-/G1
G3
G4
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) zur Telomerlängenbestimmung:
Im Menschen
somatische
Zellen SeForscher
sogenannter Telomerase-knockout
Signifikant
kürzereerreichen
Telomere
in Endothelzellen
von Telomerase
knockout (Terc-/-)
l weiter von Seite 1
neszenz
über
zwei
wesentliche
Signalwege:
(Terc-/-)
Mäuse,
die
ab
der
3.
Generation eine
Mäusen ab Generation 3 (G3).
Zelluläre Seneszenz gilt als molekulares Korrelat
Telomerverkürzung
und
die
Expression
des
Zellsig­
n
ifikante
Telomerverkürzung
in EndothelFluorescence in situ hybridisation (FISH) for telomere length determination:
für zellulärer Alterung und spielt außer in der
zyklusinhibitors p16INK4a. In Nagern ist hingezellen aufweisen (Abb. 1). Telomerase ist ein -/Significantly
shorter telomeres in endothelialEnzym,
cells das
of telomerase
knockout (Terc )
physiologischen Alterung auch eine wichtige
gen v.a. stress-induzierte Seneszenz mit Anstieg
in der Lage ist, die repetitive und
mice starting
at generation
(G3).
Rolle bei der Antwort auf bestimmte Stressreize
der p16INK4a
Expression für3Veränderungen
im
im Vertebraten konservierten Telomersequenz
und bei Krankheitsprozessen. Man geht davon
aus, dass zelluläre Seneszenz den Pool an somatischen Zellen erschöpft, die in der Lage sind,
sich zu teilen und dabei zu erneuern. Diese Eigenschaften sind aber unverzichtbar für die Organreparatur und damit Organintegrität. Dabei
bewirkt zelluläre Seneszenz unterschiedlichste
schädliche strukturelle Veränderungen, wie eine
erhöhte Adhäsion an extrazellulärer Matrix, den
Verlust von Zell-Zell-Kontakten sowie dramati-
Alter verantwortlich. Obwohl seneszente Zellen
eine relativ intakte Struktur beibehalten, sind
sie dennoch in ihrer Funktionalität stark eingeschränkt. Ein Zustand im Gefäßsystem, der bei
intakter Struktur mit einer gestörten Funktion
einhergeht, ist die sogenannte endotheliale
Dysfunktion. Hierbei reagiert das Endothel nicht
mehr in gewohnter Weise auf verschiedene
Stressfaktoren, was zu einer verringerten Vasodilatation führt. Die endotheliale Dysfunktion
TTAGGG zu erhalten.
Die Wissenschaftler zeigten, dass Aorten von
alten Mäusen mit hoher p16INK4a Expression
eine signifikant schlechtere Endothel-abhängige
Vasodilatation aufwiesen (Abb. 2). Dies war in
gleichem Maße in Gefäßen junger Terc-/- Tiere mit kritisch kurzen Telomeren nachweisbar
(Abb. 3). In alten und insbesondere in Gefäßen
mit starker Telomerverkürzung fand sich eine
starke Belastung mit oxidativem Stress. Die Behandlung der Aorten mit Antioxidantien führte
zu einer akuten Verbesserung der endothelabhängigen Vasodilatation auf das Niveau junger Wildtyp-Mäuse (Abb. 4).
Zusammenfassend wurde damit ein direkter
funktioneller Zusammenhang zwischen dem
Vorliegen kritisch kurzer Telomere und endothelialer Dysfunktion etabliert. Die Ergebnisse
deuten darauf hin, dass zusätzlich zur bisherigen Vermutung, dass oxidativer Stress Telomerverkürzung bewirkt, kurze Telomere selbst auch
eine Zunahme von oxidativem Stress bewirken.
Dieses neue Verständnis der Gefäßschädigung
als degenerativem Alterungsprozess erlaubt die
Entwicklung von Strategien, die die gefäßeigene
Regenerationsfähigkeit erhalten.
Prof. Dr. Dr. Anette Melk
Dr. Meike Hömme
sche Veränderungen in Chromatinstruktur und
Genexpression. Darüber hinaus sind seneszente
Zellen in der Lage, unterschiedlichste Proteine
zu sezernieren, wie z.B. degenerierende Proteine, inflammatorische Zytokine und Wachstumsfaktoren, die zu einer beschleunigten Gewebealterung führen und eventuell eine komplexe Rolle
für die Progredienz chronischer Krankheiten
spielen.
stellt eine Frühform der Atherosklerose dar. Die
Hypothese der REBIRTH-Arbeitsgruppe war daher, dass das Vorliegen von seneszenten Endothelzellen zur endothelialen Dysfunktion führt.
l from page 1
Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, haben die Wissenschaftler die Endothel-abhängige
Vasodilatation in Mausaorten gemessen. Zusätzlich zu Untersuchungen an Gefäßen junger
und alter Wildtyp-Mäuse, bedienten sich die
Cellular senescence is regarded as the molecular
correlate of cellular aging and, quite apart from
physiological aging, also plays a major role in the
response to certain stress stimuli and in disease
processes. It is assumed that cellular senescence
Cover story
rebirth News 2.2015 | 3
depletes the pool of somatic cells that are able
to divide and, in so doing, to renew themselves
– characteristics essential for organ repair and
hence organ integrity. Cellular senescence brings
about a wide range of harmful structural changes
such as increased adhesion to the extracellular
matrix, the loss of cell-to-cell contacts, and radical alterations in chromatin structure and gene
expression. Furthermore, senescent cells are
able to secrete a very broad spectrum of proteins
such as degenerating proteins, inflammatory cytokines and growth factors, which lead to accelerated tissue aging and may play a complex role in
the progression of chronic conditions.
In humans, somatic cells achieve senescence
via two important signalling pathways: telomere
shortening and the expression of cell cycle inhibiFigure
2 In rodents, however, it is primartor p16INK4a.
p16INK4a
Abb. 4: Antioxidanzien bewirken eine Verbesserung der Endothelfunktion.
Inkubation von Terc-/- G3-Aorten in einer Kombination aus Apocynin und Tempol (AT)
führt zur Verbesserung der Endothelfunktion.
Fig. 4: Antioxidant incubation improves endothelial function.
Incubation of Terc-/- G3 aortas with a combination of Apocynin and Tempol (AT)
improves endothelial function.
Figure 3
B
0.2
p=0.001
40
young
aged
40
60
*
80
60
100
-9
80
0
Abb.3
20
20
0.4
0
Abb.2
0
p<0.05
Dilation (%)
p16INK4A/HPRT ratio
0.6
Abb. 3: Telomerverkürzung führt zur Beeinträchtigung der Endothelfunktion.
Signifikant geringere endothelabängige Vasodilatation in Aorten von jungen
Terc-/- Mäusen der Generation 3 (G3).
Fig. 3: Telomere shortening leads to imparment of endothelial function.
Significantly reduced vasodilation in aortas of Terc-/- mice of generation 3 (G3).
Dilation (%)
A
Abb. 2: Zelluläre Seneszenz ist mit Beeinträchtigung der Endothelfunktion assoziiert.
A erhöhte Expression des Seneszenzmarkers p16INK4a in Aorten alter Mäuse.
B Signifikant geringere endothelabhängige Vasodilatation in Aorten alter Mäuse.
Fig. 2: Cellular senescence is associated with functional alterations.
A Increased expression of the senescence marker p16INK4a in aortas of aged mice.
B Significantly reduced endothelium-dependent vasodilation in aortas of aged mice.
100
-9
young
-8
aged
[ACh] log M
-7
-8
-7
[ACh] log M
Terc+/+
-6
Figure 4
Terc-/- G1
-6
Terc-/- G3
Telomerverkürzung führt zur Beeinträchtigung der Endothelf
Signifikant geringere endothelabängige Vasodilatation in Aorten v
Terc-/- Mäusen der Generation 3 (G3).
Telomere shortening leads to imparment of endothelial funct
0Significantly reduced vasodilation in aortas of Terc-/- mice of gene
Abb.4
(G3).
Dilation (%)
Zelluläre Seneszenz
ist mit
der scientists
Endothelfunktion
ily stress-induced
senescence
withBeeinträchtigung
an increase
The
demonstrated that
INK4a in
assoziiert.
A erhöhtethat
Expression
des Seneszenzmarkers
in p16INK4a
expression
is responsible
for
aortas in p16
aged mice
with high
alter Mäuse. B Signifikant geringere endothelabhängige
the Aorten
changes
which come with age. Although
p16INK4a
expression
exhibit
Vasodilatation in Aorten alter Mäuse
20
senescent
cells
retain a fairly
intact structure,
significantly
worseA endotheliumCellular
senescence
is associated
with functional
alterations.
theyIncreased
are nevertheless
highly
compromised
in
aortas of aged
expression
of the
senescence marker
p16INK4a in vasodilation
dependent
(see Fig.
40
B Significantly
endothelium-dependent
in aortas
theirmice.
functionality.
When reduced
the vascular
system is
2). Thisvasodilation
was detectable
to the same
of agedintact
mice but functionally impaired, this
structurally
*
extent in the vessels of young
60
is referred to as endothelial dysfunction – the
Terc-/- animals with critically short
endothelium no longer responds in the usual
telomeres (see Fig. 3). In aged ves80
manner to various stress factors, leading to di*p<0.05
sels, and especially in those with
minished vasodilation. Endothelial dysfunction
marked shortening of telomeres,
100
-9
-8
-7
-6
represents an early form of atherosclerosis. The
there was considerable exposure
[ACh]
log
M
REBIRTH research team’s hypothesis was, thereto oxidative stress. Treatment of
fore, that the presence of senescent endothelial
the aortas with antioxidants led
Terc+/+
Terc-/- G3
Terc-/- G3+AT
cells leads to endothelial dysfunction.
to an acute improvement in endo­
thelium-dependent vasodilation at
To investigate this relationship, the scientists
the level of young wild-type Antioxidanzien
mice
bewirken eine Verbesserung der Endothelfunktion.
measured endothelium-dependent vasodilaInkubation von Terc-/- G3-Aorten im einer Kombination aus Apocynin und
(see Fig. 4).
tion in mouse aortas. In addition to studies on
Tempol (AT) führt zur Verbesserung der Endothelfunktion.
the vessels of young and aged wild-type mice,
To sum up, a direct functionalAntioxidant
relationshipincubation
was
improves
endothelial
function of strategies
damage
will allow
the development
aortas
with a combination
Apocynin
and Tempol
Incubation
of Terc
the researchers made use of what are known as
therefore established between
the presence
of-/- G3 that
preserve
the vessels’ of
intrinsic
regenerative
improves endothelial function.
telomerase knockout (Terc-/-) mice which, from
critically short telomeres and(AT)
endothelial
dyscapacity.
the third generation, show significant telomere
function. The findings indicate that – in addition
Publication: Bhayadia R, Schmidt BM, Melk A, Hömme M.:
shortening in endothelial cells (see Fig. 1). Telto the assumption held to date that oxidative
Senescence-Induced Oxidative Stress Causes Endothelial
Dysfunction. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2015 Mar 3. [Epub
omerase is an enzyme that is able to preserve
stress brings about telomere shortening – short
ahead of print]
the repetitive telomere sequence TTAGGG (which
telomeres themselves induce an increase in oxiis conserved in vertebrates).
dative stress. This new understanding of vascular
4 | rebirth News 2.2015
Neue wissenschaftliche Ergebnisse | New scientific findings
Members of the researchgroup
Aktuelle Forschungsprojekte in
REBIRTH Unit 9.1 „Large Animal
Models – Subgroup Cardiovascular
Models“
Current research projects in
REBIRTH unit 9.1 ‘Large Animal
Models – Subgroup Cardiovascular
Models’
Bernhard Brenner, Theresia Kraft, Heiner Niemann (RG Large Animal Models)
Die angeborene hypertrophe Kardiomyopathie
(Familar Hypertrophic Cardiomyopathy – FHC)
ist eine Erkrankung des Herzmuskels, bei der
die Muskulatur der linken Herzkammer ohne
äußere Ursache wie z.B. Bluthochdruck verdickt
ist. Es kann zu Atemnot und Herzinsuffizienz
oder Herzrhythmusstörungen kommen, die zum
plötzlichen Herztod führen können. Auslöser für
die relativ häufige Erkrankung sind verschiedene
Punktmutationen im ß-Myosin Gen, aber auch in
Genen anderer, vorwiegend sarkomerischer Proteine.
Die REBIRTH-Unit 9.1 (Subgroup Cardiovascular Models) um Professor Dr. Bernhard Brenner
und Professorin Dr. Theresia Kraft erforscht,
welchen Einfluss die genetische Punktmutation
im β-Myosin-Gen auf das Herzgewebe hat. Dazu
untersuchten sie bereits die mRNA-Expression
des mutierten Myosin-Gens in einzelnen Zellen des Herzmuskels. „Wir sehen, dass die Expression des mutierten Gens von Zelle zu Zelle
unterschiedlich ist. Diese variable Expression
hat funktionelle Unterschiede in benachbarten
Kardiomyozyten zur Folge, von denen wir vermuten, dass sie die hypertrophe Kardiomyopathie
auslösen“, erklärt Professorin Kraft.
Um ihre Hypothese testen und der Entwicklung
der Erkrankung weiter auf den Grund gehen zu
können, versuchen die Forscher in enger Kooperation mit der Arbeitsgruppe um Professor
Heiner Niemann, ebenfalls REBIRTH-Unit 9.1
ein Schweinemodell für FHC zu erstellen – also
Schweine, die ebenfalls eine genetische Punktmutation im β-Myosin Gen besitzen und somit
eine FHC entwickeln. „Das Großtiermodell wird
uns weitergehende Studien zu Pathogenese
und Pathomechanismen dieser Erkrankung
als Basis für die Entwicklung neuer Therapien ermöglichen“, sagt Professor Brenner. Mit
TALE-Nukleasen konnten die Wissenschaftler
bereits Schweinefibroblasten mit einer FHCspezifischen Punktmutation erstellen. „Diese
Fibroblasten konnten erfolgreich kultiviert und
im Kerntransfer eingesetzt werden. Leider haben wir bisher keine lebensfähigen Nachkommen erhalten können, möglicherweise spielen
dabei Off-target-Effekte eine Rolle. Das Gewebe
der am ersten Tag verstorbenen Feten haben
wir analysiert“, sagt Professor Niemann. Die
Tiere zeigten im Gegensatz zum Patienten mit
derselben Mutation einen niedrigeren Anteil an
mutierter mRNA und mutiertem Protein. Im Vergleich zu Wildtyp-Tieren wiesen die Kardiomyozyten von Tieren mit Mutation eine reduzierte
Kraftentwicklung auf, deren Ursache noch weiter
abzuklären ist. „Wir sind zurzeit dabei, mithilfe
des CRISPR/Cas Systems das Einbringen unterschiedlicher FHC-Mutationen zu optimieren
und gehen davon aus, dass wir in diesem Jahr
lebensfähige Ferkel erhalten, die für weitere
Studien zur Verfügung gestellt werden können“,
sagt Professor Niemann.
Familial hypertrophic cardiomyopathy (FHC) is a
condition of the heart muscle in which the muscles of the left ventricle are thickened without any
external cause (such as high blood pressure).
Shortness of breath and cardiac insufficiency or
cardiac arrhythmia may occur, which may result in
sudden cardiac death. This relatively common disease is triggered by various point mutations not
only in the beta-myosin gene but also in the genes
coding for other, chiefly sarcomeric proteins.
REBIRTH unit 9.1 (Subgroup Cardiovascular Models), led by Professors Bernhard Brenner and
Theresia Kraft, is looking at how genetic point
mutation of the beta-myosin gene influences
heart tissue. For this purpose, they have already
investigated mRNA expression of the mutated
myosin gene in individual cells of the cardiac
muscle. “We have found that the expression of
the mutated gene differs from cell to cell. This
variable expression results in functional differences in the adjacent cardiomyocytes, suggesting that they trigger hypertrophic cardiomyopathy,” explains Professor Kraft.
In order to be able to test their hypothesis and to
continue to explore how the condition develops,
the researchers are seeking – in close collaboration with REBIRTH unit 9.1, headed by Professor
Heiner Niemann – to establish a porcine model
for FHC, i.e. pigs that also have a genetic point
mutation in the beta-myosin gene and hence
develop FHC. “This large-animal model will enable us to conduct more detailed studies into
the pathogenesis and pathomechanisms of
this disease as the basis for developing novel
therapies,” says Professor Brenner. With TALE
rebirth News 2.2015 | 5
Length gauge
Die Abbildung oben zeigt das „Herzstück“ der
Messapparatur für funktionelle Untersuchungen
an einzelnen Kardiomyozyten mit Kraftaufnehmer und Längengeber.
Die Abbildung unten zeigt eine einzelne
Herzmuskelzelle, die an Kraftaufnehmer und
Längengeber befestigt ist.
The upper image shows the ’heart’ of the
measuring apparatus for functional studies on
individual cardiomyocytes, featuring a force
sensor and a length gauge.
The lower image shows a single cardiac muscle
cell attached to the force sensor and the length
gauge.
Force sensor
Anteil mutierter mRNA in linksventrikulärem
Gewebe von transgenen Ferkeln mit der
Myosin-Mutation R723G (S0-S7) im Vergleich
zu Herzgewebe von Patienten mit der gleichen
Mutation (H27, H29).
Fraction of mutated mRNA in the left-ventricular
tissue of transgenic piglets that have the
myosin mutation R723G (S0-S7), compared
with heart tissue from patients with the same
mutation (H27, H29).
Maximale Kraftentwicklung (Fmax) und Calcium-Empfindlichkeit (pCa50) von Kardiomyozyten
aus dem linken Ventrikel transgener Ferkel mit der Mutation R723G
im Vergleich zu Kardiomyozyten von Kontrollferkeln.
Maximum force development (Fmax) and calcium sensitivity (pCa50) of cardiomyocytes
from the left ventricle of transgenic piglets that have the mutation R723G,
compared with cardiomyocytes from control piglets.
Kontroll-Kardiomyozyten
Control cardiomyocytes
R723G-Kardiomyozyten
R723G cardiomyocytes
pCa50
5,66 ± 0,01
5,69 ± 0,02
Fmax (kN/m2)
36,2 ± 9,4
18,5 ± 4,1
nucleases, the scientists have also produced
porcine fibroblasts with an FHC-specific point
mutation. “These fibroblasts have been successfully cultivated and used in nuclear transfer.
Unfortunately, we have not yet been able to obtain any viable offspring; it may be that off-target
effects play a part here. We have analysed the
tissue of the foetuses that died on the first day,”
reports Professor Niemann. Unlike patients with
the same mutation, the animals show a lower
proportion of mutated mRNA and mutated protein. In comparison with wild-type animals, the
cardiomyocytes of animals with a mutation exhibit reduced strength development, the cause
of which requires further clarification. “We are
currently using the CRISPR/Cas system to optimize the introduction of different FHC mutations,
and assume that we will obtain viable piglets
this year which can be made available for further
studies,” Professor Niemann comments.
Großtiermodelle
in der REBIRTHForschung
Large-animals
models in
REBIRTH
research
Die Einbeziehung des Großtiermodells
Schwein in das aktuelle Forschungsprogramm von REBIRTH kann nicht nur aus
grundlagenwissenschaftlicher Sicht wichtige neue Impulse setzen, sondern ist auch
für die translationale Ausrichtung von
REBIRTH von erheblicher Bedeutung. Die
direkte Integration des Großtiermodells
in die Forschungsaktivitäten von REBIRTH
ist ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber
anderen Exzellenzclustern in der regenerativen Medizin.
As well as potentially providing new momentum from the basic-science perspective, the inclusion of a porcine large-animal
model in REBIRTH’s current research programme is also of considerable importance
for the Cluster’s translational focus. The direct integration of this large-animal model
into REBIRTH’s research activities sets it
apart from other clusters of excellence in
regenerative medicine.
6 | rebirth News 2.2015
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
REBIRTH Arbeitsgruppe koordiniert transatlantisches
ERA-Net Konsortium zur Bekämpfung seltener
Erkrankungen des Menschen
REBIRTH research group coordinates
transatlantic ERA-NET consortium
on combating rare diseases in humans
Salim Seyfried (RG Zebrafish Cardiovascular Developmental Genetics)
Als seltene Erkrankungen werden Leiden zumeist genetischen Ursprungs bezeichnet, die
mit einer Häufigkeit von weniger als 5 Betroffenen unter 10.000 Menschen auftreten. Obwohl
jede einzelne dieser seltenen Erkrankungen
jeweils nur wenige Menschen betrifft, leiden
in Europa schätzungsweise 26–30 Millionen
Menschen an insgesamt ca. 6000–7000 unterschiedlichen seltenen Erkrankungen. Diese
Diversität an unterschiedlichsten Krankheiten
stellt eine immense Herausforderung in der Behandlung und Krankenversorgung dar.
Ab diesem Sommer koordiniert die REBIRTH
Forschungsgruppe “Zebrafish Cardiovascular
Developmental Genetics“ (Prof. Salim Seyfried,
Malformationen (CCM) bezeichnet werden und
welche mit einer Häufigkeit von weniger als
1:5000 in der Allgemeinbevölkerung auftreten
(CCMCURE). Charakteristisch für die zerebralen
kavernösen Malformationen sind krankhafte
Wucherungen zerebraler Blutgefäße. Diese Gefäßwucherungen sind häufig undicht, was zu
Blutungen und Gehirnschlägen (Gefäßläsionen)
führen kann.
Weitere Partner des mit ca. 900.000 € geförderten Projektes sind Prof. Jens von Kries (Screening Unit des Leibniz Institutes für molekulare
Pharmakologie Berlin & Berliner Institut für Gesundheitsforschung), Prof. Brent Derry (The Hospital for Sick Children & University of Toronto,
Die Wirkstoffsuche in Zebrafisch- und C.elegans-Mutanten soll bioaktive Substanzen anzeigen, welche
die mutanten Phänotypen unterdrücken. Mit höchster Priorität sollen anschließend solche Wirkstoffe,
welche in beiden Tiermodellen die Ausprägung der mutanten Phänotypen unterdrücken, in präklinischen Testreihen in konditionellen Knockout Mäusen getestet werden.
The search for active agents in zebrafish and C.elegans mutants is intended to identify bioactive
substances that suppress the mutant phenotypes. The highest priority will then be accorded to the
testing – in preclinical test series on conditional knockout mice – of those substances that, in both
animal models, suppress the expression of mutant phenotypes.
MHH und Universität Potsdam) ein transatlantisches ERA-Net Konsortium zur Bekämpfung
einer Gruppe seltener Blutgefäßerkrankungen
des Menschen, welche als zerebrale kavernöse
Kanada), Prof. Peter Roy (University of Toronto,
Kanada) und Prof. Elisabeth Tournier-Lasserve
(University 7 Paris Diderot, Frankreich).
Gegenwärtig sind pharmakologische Ansätze zur
Prävention oder Behandlung von zerebralen kavernösen Malformationen noch nicht verfügbar.
Ein pharmakologischer Ansatz zur Behandlung
dieser Gruppe von Erkrankungen ist jedoch sehr
wünschenswert, insbesondere für Patienten
mit Läsionen im Bereich des Hirnstammes oder
des Rückenmarkes, da solche Läsionen für die
Neurochirurgie nicht zugänglich sind, was zu
schweren Leiden oder sogar zum Tod des Patienten führen kann. Ziel dieses Konsortiums ist
daher die Suche nach Wirkstoffen, welche die
Ausbildung von zerebralen kavernösen Malformationen unterdrücken. Dabei ist ein aktiver
Austausch von Wirkstoffen, die in unterschiedlichen Tiermodellen getestet werden, zwischen
den Konsortiumspartnern geplant. Die Wirkstoffsuche im Hochdurchsatz durch die kanadischen
Partner wird im Tiermodell C.elegans insgesamt
52.100 Substanzen umfassen. Die deutschen
Partner werden den Zebrafischembryo einsetzen, um Wirkstoffe zu finden, welche kardiovaskuläre Defekte in CCM-defizienten Mutanten
unterdrücken. Im Tiermodell Zebrafisch führt der
Funktionsverlust von CCM Proteinen zur Ausbildung von übergroßen Herzen (Ballonherzen).
Die französischen Kollaborationspartner werden
schließlich die aussichtsreichsten Wirkstoffe in
präklinischen Studien im Tiermodell Maus austesten. In diesem Tiermodel sollen auch mögliche Therapieansätze für die Anwendung von
Wirkstoffen im Patienten geprüft werden. Diese
Interaktion soll es darüber hinaus auch ermöglichen, zwischen C.elegans, Zebrafisch und Maus
konservierte Signalwege zu identifizieren. Dies
soll die Voraussetzung schaffen, um zukünftig
neue und innovative Therapieansätze für den
Menschen entwickeln zu können.
The term ’rare diseases’ is used to refer to conditions, usually of genetic origin, that occur with a
frequency of less than five sufferers per 10,000
people. Although each one of these rare diseases
affects only a few individuals, an estimated 26–
30 million people in Europe suffer from a total
of around 6,000–7,000 such conditions. This
rebirth News 2.2015 | 7
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
highly diverse range of diseases constitutes a
tremendous challenge in terms of treatment and
healthcare services.
Starting this summer, the REBIRTH research
group on Zebrafish Cardiovascular Developmental Genetics (Professor Salim Seyfried, MHH
and University of Potsdam) will be coordinating
a transatlantic ERA-NET consortium – abbreviated to CCMCURE – on combating a group of rare
vascular diseases in humans called cerebral cavernous malformations (CCM), which occur with a
frequency of less than 1:5,000 in the general
population. Abnormal proliferation of cerebral
blood vessels is characteristic of CCM. These vascular malformations are prone to leakage, which
may lead to haemorrhaging and stroke (vascular
lesions).
Other partners in this project, funded to the tune
of about €900,000, are Professor Jens von Kries
(Screening Unit of the Leibniz Institute of Molecular Pharmacology in Berlin & the Berlin Institute
of Health), Professor Brent Derry (The Hospital for
Sick Children & University of Toronto, Canada),
Professor Peter Roy (University of Toronto, Canada) and Professor Elisabeth Tournier-Lasserve
(University 7 Paris Diderot, France).
Pharmacological approaches to the prevention
or treatment of CCM are not yet available. Such
therapeutic approaches for this group of conditions are, however, highly desirable, especially
for patients with lesions in the region of the
brainstem or spinal cord, as these lesions are
not neurosurgically accessible – which can lead
to considerable suffering or even death. This consortium’s objective is, therefore, to search for active agents that suppress the formation of CCM.
Active exchange of these substances (which will
be tested in a range of animal models) is planned
between the consortium partners. The search for
active agents using a nematode (C.elegans) model will involve the Canadian partners carrying out
high-throughput screening of a total of 52,100
substances. The German partners will use the zebrafish embryo to (hopefully) discover drugs that
suppress cardiovascular defects in CCM-deficient
mutants. In the zebrafish model, the functional
loss of CCM proteins leads to the formation of a
hypertrophic (oversized) heart. Finally, the French
collaborators will test the most promising agents
in preclinical studies on mice. In this animal
model, potential therapeutic approaches for
the application of active substances in patients
are also to be investigated. Moreover, the idea
is that this interaction will allow the identification of conserved signalling pathways between
C.elegans, the zebrafish and the mouse, the aim
being that this will pave the way for the future
development of novel and innovative approaches
to therapy in humans.
Millionenförderung für
MHH-Spitzenforscher –
Hohe Auszeichnung für Prof. Thum
Funding worth millions for
top MHH researcher –
Major award for Professor Thum
Professor Thum erhält einen der höchsten
Wissenschaftspreise der Europäischen Union
Professor Thum receives one of the European Union’s most prestigious science prizes
Professor Dr. Thomas Thum, PhD, ist vom Europäischen Forschungsrat (European Research
Council, ERC) für sein Forschungsvorhaben
LONGHEART mit dem „ERC Consolidator Grant“
ausgezeichnet worden und erhält mit der Auszeichnung eine Fördersumme in Höhe von 1,8
Millionen Euro.
Professor Dr. Thomas Thum, PhD, has been recognized by the European Research Council (ERC)
for his LONGHEART research project, receiving the
’ERC Consolidator Grant’ and 1.8 million euros in
funding along with it.
Sein Ziel ist es, in menschlichen Zellen nichtkodierende Ribonukleinsäuren (RNAs) zu finden,
an die sich bestimmte neuartige Medikamente
gegen Herzerkrankungen
gezielt binden, um ihre
Wirkungen zu entfalten.
„So soll beispielsweise
einem nicht mehr gut funktionierenden Herzen neue
Kraft gegeben werden“,
sagt Professor Thum. Insbesondere sucht er nach
sogenannten long noncoding RNAs (lncRNAs).
„Von diesen gibt es um
die 50.000. Es sind jedoch
bisher erst eine Handvoll
wissenschaftlich
untersucht worden“, erläutert
er. Sein Ziel ist es, neue
lncRNAs zu finden und
ihre Funktion zu verstehen,
die bei Herzerkrankungen aktiviert oder abgeschaltet sind – um dann herauszufinden, wie
sie gezielt gehemmt beziehungsweise wieder
angeschaltet werden können. „Darüber hinaus
hoffen wir, dass der Nachweis dieser lncRNAs im
Gewebe oder Blut künftig auch die Diagnose der
Herzschwäche beziehungsweise die Prognose
des Krankheitsverlaufes ermöglicht“, berichtet
Professor Thum. Er leitet das Institut für Molekulare und Translationale Therapiestrategien, das
an der MHH unter anderem in den Exzellenzcluster REBIRTH und das Integrierte Forschungs- und
Behandlungszentrum (IFB-Tx) eingebunden ist.
His aim is to find non-coding ribonucleic acids
(RNAs) in human cells, to which certain novel
drugs for treating heart conditions specifically
bind to produce their effects. “In this way, for
example, a heart that no longer works properly
can be reinvigorated,” says Professor Thum. He
is, in particular,
looking for what
are known as
long non-coding
RNAs (lncRNAs).
“Although there
are about 50,000
RNAs of this
type, so far only
a handful have
been scientifically
investigated,” he
explains. He intends to find new
lncRNAs (and to
understand their
function) that are activated or switched off in
people with heart disease – in order to find out
how they can be specifically inhibited or switched
on again. “We also hope that detection of these
lncRNAs in tissue or blood will, in the future, allow cardiac insufficiency to be diagnosed and the
course of this condition to be predicted,” Professor Thum reports. He heads up the Institute of
Molecular and Translational Therapy Strategies
which, within MHH, is integrated (inter alia) into
the REBIRTH Cluster of Excellence and the Integrated Research and Treatment Centre Transplantation (IFB-Tx).
Weitere Informationen erhalten Sie bei Professor Dr. Thomas Thum, PhD, [email protected]
Further information is available from Professor
Dr. Thomas Thum, PhD, [email protected]
8 | rebirth News 2.2015
Neue wissenschaftliche Ergebnisse | New scientific findings
Der Biologe Jörn Schaeske zeigt Professorin Stiesch eine mikroskopische Aufnahme
einer funktionalisierten Implantatoberfläche mit Staphylokokken.
Biologist Jörn Schaeske showing Professor Stiesch a microscopic image
of a functionalized implant surface with staphylococci.
Auf dem Weg in die Klinik:
Biofabrication for NIFE
Headed for clinical use:
Biofabrication for NIFE
Camilla Mosel (REBIRTH Business Management), Meike Stiesch (Klinik für Zahnärztliche Prothetik
und Biomedizinische Werkstoffkunde, MHH)
Seit Anfang 2013 forschen Mediziner, Naturwissenschaftler, Ingenieure, Material- und Kommunikationswissenschaftler im Forschungsverbund
„Biofabrication for NIFE“ unter der Leitung von
Professorin Dr. Meike Stiesch an der Entwicklung
von personalisierten Implantaten und deren
Akzeptanz in der Gesellschaft. „Wir arbeiten
in dem vom Land Niedersachsen geförderten
Forschungsverbund grundsätzlich organ- und
disziplinübergreifend“, sagt die Direktorin der
MHH-Klinik für Zahnärztliche Prothetik und Biomedizinische Werkstoffkunde. „Insbesondere
im Bereich der dentalen Implantate können wir
erste Erfolge aufweisen, die wir zeitnah in die Klinik überführen werden.“ So sollen zum Beispiel
Bakterien keine Chance mehr haben.
Polymere gegen Bakterien
Die Wissenschaftler haben für medizinische Implantate Beschichtungen aus speziellen Polymeren entwickelt, deren Oberflächen verhindern,
dass sich Bakterien anheften. Im Tiermodell
konnten die Forscher zeigen, dass an den Oberflächen dieser Implantate keine bakteriellen
Biofilme und Entzündungen entstehen. Die körpereigenen Zellen siedeln sich aber an dem Implantat an und befördern so die Einheilung der
Prothesen. „Die Oberflächen zeigten eine sehr
gute Wirkung, sodass wir für zahnmedizinische
Produkte bereits eine Kooperation mit einer Firma eingehen konnten. Auch im Bereich der Orthopädie ist ein Einsatz des Materials denkbar“,
berichtet Professorin Stiesch.
Implantate mit Antibiotika-Reservoir
Mit „schaltbaren“ Implantaten möchten die Forscher auftretende Entzündungen an Implantaten
gezielt entgegentreten. Dazu versetzen die Wissenschaftler das Implantat mit Nanopartikeln,
die antibakterielle Substanzen speichern. Der
Clou: Die Nanopartikel geben die Substanzen
nur dann frei, wenn sie von außen mit einem
Stimulus wie nahem infraroten Licht angeregt
werden. „Diese Technik eignet sich nur für Im-
plantate, die dicht unter der Oberfläche sitzen.
Für Implantate in tiefer gelegenen Regionen des
Körpers wie Implantate im Bereich des Herzen
oder Hüftprothesen testen wir Materialien, bei
denen die antibakteriellen Wirkstoffe autonom
zum Beispiel bei Veränderung des pH-Werts freigesetzt werden“, sagt Professorin Stiesch. Dabei
gehen die Forscher derzeit insbesondere der Frage nach, wie die Medikamente langfristig in dem
Implantat gespeichert werden können, sodass
auch wiederkehrende Entzündungen behandelt
werden können.
Experten tagen in Hannover
Für den 25. und 26. Juni 2015 hatten die Forschungsverbünde Biofabrication for NIFE und die
Internationale Allianz gegen Implantat-assoziierte Infektionen (I4A) Wissenschaftler aus aller
Welt ins Forum Niedersachen in Medical Park
Hannover eingeladen, um über translationale
Implantatforschung zu diskutieren. Nationale
und internationale Wissenschaftler haben über
die innovativen Entwicklungen im Bereich der
personalisierten Implantate, die Vermeidung
und Behandlung von Implantat-assoziierten Infektionen, Gewebezucht und die Wahrnehmung
der Forschung in der Öffentlichkeit diskutiert.
Das Programm und die Kooperationspartner finden Sie unter www.biofabrication.info.
Den Nachwuchs fördern
Im Forschungsverbund Biofabrication for NIFE
werden Nachwuchswissenschaftler, Ingenieure,
Chemiker, Mediziner und Naturwissenschaftler
ausgebildet. Sie erhalten in Graduiertenpro-
rebirth News 2.2015 | 9
3D-Darstellung eines Biofilms des Bakteriums Streptococcus oralis.
Biofilm of the bacterium Streptococcus oralis (in 3D).
grammen, Masterarbeiten und Bachelor-Seminaren eine interdisziplinäre Ausbildung, die ihnen
gute Chancen in der biomedizinischen Industrie
ermöglicht.
Since early 2013, medical professionals, natural
scientists, engineers, materials and communications scientists in the research alliance ’Biofabrication for NIFE’ – headed by Professor Meike Stiesch – have been carrying out research to develop
personalized implants and enhance their social
acceptance. “In this research consortium supported by the Lower Saxony state government, it
is axiomatic that we work in an interdisciplinary
manner and across different organ systems,” says
Professor Stiesch, the director of MHH’s Department of Dental Prosthetics and Biomedical Materials Science. “Especially in the field of dental
implants, we have already scored our first successes, which we will soon translate into clinical
use.” Among these is the banishment of bacteria!
Polymers against bacteria
The scientists have come up with coatings made
of special polymers for medical implants: their
surfaces prevent bacteria adhering. Using an
animal model, the researchers were able to show
that no bacterial biofilms or inflammation developed. The body’s own cells, however, colonize
the implant surface and help the prosthesis to
become incorporated into the surrounding tissue
during the healing process. “The surfaces proved
highly effective at this, so that we have already
entered into a cooperative arrangement with a
company for dental products. This material could
conceivably be used in orthopaedics as well,” reports Professor Stiesch.
Implants with antibiotics store
The researchers intend to use ’switchable’ implants to specifically counter inflammation occurring at the implant surface. For this purpose,
they will provide the implant with nanoparticles
that store antibacterial substances. Here’s how
it works: the nanoparticles release these active
agents only when they are stimulated from outside by a stimulus such as near-infrared light.
“This technique is suitable only for implants that
lie just beneath the surface. For implants in deeper regions of the body such as those in the heart
region or hip replacements, we are testing materials where the antibacterial active substances are
released automatically in response to changes
in pH, for example,” says Professor Stiesch. In
particular, the researchers wish to find out how
long-term storage of these drugs in the implant
can be achieved, so that recurrent inflammation
can also be treated.
Mikroskopische Aufnahme eines mit c-di-GMP
kultivierten Biofilms auf einer Implantatoberfläche.
Microscopic image of a biofilm cultivated
with c-di-GMP on an implant surface.
Kooperationen
gewünscht
Collaborators
wanted
Experts convene in Hannover
For 25 and 26 June 2015, two research networks
–Biofabrication for NIFE and the International Alliance against Implant-Related Infections (I4A) –
had invited scientists from all over the world to
the ’Lower Saxony Forum’ in Hannover’s Medical
Park to discuss translational implant research.
National and international researchers compare
notes on innovative developments in personalized implants, the avoidance and treatment of
implant- associated infections, tissue engineering and the public perception of research. The
programme and the cooperation partners can be
viewed at www.biofabrication.info.
Encouraging young talent
In the research alliance called ’Biofabrication
for NIFE’, up-and-coming young scientists and
engineers – including chemists, medical professionals and natural scientists – can upgrade
their qualifications. In the form of graduate programmes, Master’s theses and Bachelor’s seminars, they receive interdisciplinary training giving
them a good chance of success in the biomedical
industry.
Ende 2015 wird das Niedersächsische
Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung (NIFE) eröffnet.
Dann ziehen einige REBIRTH-Arbeitsgruppen in den neuen Forschungsbau. Spätestens dann rücken der Exzellenzcluster
REBIRTH und die biomedizintechnischen
Forscher enger zusammen, um gemeinsame Thematiken zu erforschen und Synergien zu nutzen.
The end of 2015 will see the opening of
the Lower Saxony Centre for Biomedical
Engineering, Implant Research and Development (NIFE). Several REBIRTH units will
then move into this new research building. This will bring the REBIRTH Cluster of
Excellence – and the biomedical researchers – even closer together, enabling them
to investigate topics of shared interest and
to exploit synergies.
10 | rebirth News 2.2015
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
selektiv Proliferation, Migration und Glattmuskelzellmarker-Expression zu hemmen, was im
Mausmodell zu einer verminderten Neointimaformation nach Dilatation führte“, erklärt Jochen
Dutzmann.
Im Rahmen des 121. Kongresses der Deutschen
Gesellschaft für Innere Medizin e.V. in Mannheim
stellte Jochen Dutzmann seine Ergebnisse in der
Kategorie "Molekulare Mechanismen der Krankheitsentstehung" vor. Für den Vortrag „Selektive
Hemmung der Proliferation adventitieller Fibroblasen und verminderte Neointimaformation
nach Gefäßdilation durch Inhibition des Sonic
hedgehog-Signalweges“ wurde er mit dem zweiten Preis der „Young Investigator Award“-Verleihung ausgezeichnet.
Herr Prof. Fölsch und Herr Dutzmann bei der Preisübergabe
Professor Fölsch and Mr. Dutzmann at the award ceremony.
Nach Gefäßdilation: Hemmung
des Sonic hedgehog-Signalwegs
vermindert Narbenbildung
in Blutgefäßen
muskelzellproliferation soll einer Restenosebildung vorgebeugt werden.
In der Praktischen Medizin tätige Forscher­
innen und Forscher sind in der Regel in erheblichem Umfang durch Aufgaben in der
Krankenversorgung in Anspruch genommen. Im Rahmen eines von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten
Forschungsvorhabens besteht deshalb die
Möglichkeit, durch sog. "Rotationsstellen"
bereits in der Forschungsinstitution tätige
Ärztinnen und Ärzte mit Aufgaben überwiegend in der Patientenversorgung vorübergehend von ihren klinischen Verpflichtungen freizustellen. Hierdurch soll es
ihnen ermöglicht werden, sich in dieser Zeit
ausschließlich einem wissenschaftlichen
Projekt zu widmen und in der Forschung
weiter zu qualifizieren. Dies gilt sowohl für
Projekte der Grundlagenforschung als auch
für Projekte der patientenorientierten, klinisch-wissenschaftlichen Forschung.
Im Rahmen einer durch den Exzellenzcluster
REBIRTH geförderten Gerok-Stelle untersuchte
Jochen Dutzmann nun den Einfluss des Sonic
hedghog-Signalweges auf die Proliferation der
das Gefäß umgebenden Zellen, den adventitiellen Fibroblasten, und die Neointimaformation,
also die Narbenbildung in Blutgefäßen nach
Gefäßerweiterung. In der Arbeit konnte er ergänzend zu Endothel- und Glattmuskelzellen den
deutlichen Anteil adventitieller Fibroblasten an
der Entstehung neointimaler Läsionen belegen.
„Es gelang uns, in adventitiellen Zellen mit einem Inhibitor des Sonic hedgehog-Signalweges
Jochen Dutzmann has, since 2014, been a junior doctor (Assistenzarzt) at MHH’s Department
of Cardiology and Angiology and has been doing
research work in the REBIRTH unit on Vascular
Remodelling and Regeneration headed by Professor Daniel Sedding. One of the focuses of this
REBIRTH group is on molecular pathomechanisms in restenosis formation, i.e. the repeat closure of the coronary stent following vasodilation.
“Current fundamental scientific research is concentrating on the unravelling of cell-specific and
After vasodilation: inhibiting the
Sonic hedgehog signalling pathway
prevents formation of scar tissue
in blood vessels
Camilla Mosel (REBIRTH Business Management), Jochen Dutzmann
(Department of Cardiology and Angiology, MHH)
Jochen Dutzmann ist seit 2014 Assistenzarzt
in der MHH-Klinik für Kardiologie und Angiologie und wissenschaftlich in der REBIRTHArbeitsgruppe (AG) „Vaskuläres Remodeling und
Regeneration“ von Professor Dr. Daniel Sedding
tätig. Die REBIRTH-AG beschäftigt sich u.a. mit
den molekularen Pathomechanismen der Restenosebildung, also des Wiederverschlusses von
Koronarstents nach Gefäßerweiterung. „Aktuelle
grundlagenwissenschaftliche Arbeiten fokussieren dabei auf die Entschlüsselung von zell- und
zustandsspezifischen Signalwegen in Endothelund Glattmuskelzellen“, sagt Jochen Dutzmann.
Die Idee: Mit einer Verbesserung der Endothelzellfunktion und einer Verminderung der Glatt-
Gerok-Stellen:
Rotationsstellen
für Ärzte
rebirth News 2.2015 | 11
status-related signalling pathways in endothelial
and smooth muscle cells,” says Dutzmann. The
idea is that, by improving endothelial cell function and reducing proliferation of smooth muscle
cells, restenosis formation will be prevented.
In the ’rotating’ research post that he holds
(which is funded by the REBIRTH Cluster of Excellence), Dutzmann is investigating the Sonic
hedgehog signalling pathway as to the proliferation of the cells surrounding the vessels, the adventitious fibroblasts, and neointima formation,
i.e. the production of scar tissue in blood vessels
after vasodilation. He was able to demonstrate
the major role (which complements that of endothelial and smooth muscle cells) played by
adventitious fibroblasts in the formation of neo­
intimal lesions. “We succeeded in using a Sonic
hedgehog signalling-pathway inhibitor to selectively inhibit, in adventitious cells, proliferation,
migration and the expression of smooth muscle
cell markers, which – in a mouse model – led
to reduced neointima formation following dilatation,” explains Dutzmann.
At the 121st conference of the German Association for Internal Medicine (DGIM) in Mannheim,
Dutzmann presented his findings in the category
’Molecular mechanisms of pathogenesis’. For his
talk on ’Selective inhibition of the proliferation of
adventitious fibroblasts and reduction of neointima formation following vasodilation by inhibition
of the Sonic hedgehog signalling pathway’ he received the second prize in the Young Investigator
Award competition.
Rotating posts
for doctors
Drei REBIRTH-Arbeitsgruppen
auf der 81. Jahrestagung der
Deutschen Gesellschaft für
Kardiologie e.V. in Mannheim
ausgezeichnet
Three REBIRTH units recognized
at the 81st annual conference
of the German Cardiac Society
(DGK) in Mannheim
Mehr als 800 Teilnehmer präsentierten ihre
Ergebnisse auf der 81. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie. Gleich
zwei Wissenschaftler aus der MHH-Klinik für
Kardiologie und Angiologie von Professor Dr.
Johann Bauersachs konnten sich gegen die
Konkurrenz abheben. Dr. Mortimer Korf-Klingebiel aus der REBIRTH-AG „Secreted Factors
and Non-Cell-based Strategies for Cardiac Regeneration“ belegte mit seiner Präsentation
des Posters ‚Myeloid-derived growth factor
(C19orf10) mediates cardiac repair following
myocardial infarction’ den ersten Platz, der
mit einem Preisgeld in Höhe von 3.000 Euro
einhergeht. Ihm folgte Andrea Grund aus der
REBIRTH-AG „Myocardial Cellular Crosstalk
and Gene Therapy“. Sie belegte mit ihrer Präsentation des Posters “The tumor suppressor
More than 800 participants shared their
findings at the 81st annual conference of
the German Cardiac Society (DGK). And not
one but two researchers from MHH’s Department of Cardiology and Angiology, headed by
Professor Johann Bauersachs, stood out from
the rest. Dr Mortimer Korf-Klingebiel from
the REBIRTH unit on Secreted Factors and
Non-Cell-based Strategies for Cardiac Regeneration came in first with his poster presentation entitled ’Myeloid-derived growth factor
(C19orf10) mediates cardiac repair following
myocardial infarction’, also being given 3,000
euros in prize money. He was followed by Andrea Grund of the REBIRTH group on Myocardial Cellular Crosstalk and Gene Therapy. The
poster she presented, headed ’The tumour
suppressor gene TIP30 impedes pressure
Researchers involved in practical medicine
Grafe
tend to have a great deal of their capacity
Telefon: +49 (0
Fax: +49 (0
E-Mai
W
taken up with healthcare provision. Under a
research project funded by the German Research Foundation (DFG) there is, therefore,
thanks to special ’rotating’ posts, the opportunity for physicians already working in a
given research establishment – and whose
duties chiefly consist of patient care – to be
temporarily given time off from their clinical obligations. This gives them the chance
to devote themselves entirely to a scientific
project during this period, and to upgrade
their skills in research. This applies both
to basic-research projects and to those
focusing on patient-centred and clinically
oriented scientific research.
gene TIP30 impedes pressure overload inoverload induced cardiac hypertrophy by induced cardiac hypertrophy by inhibiting the
hibiting the translational machinery’, won her
Aktueller Deutscher Herzbericht 2014
translational machinery” den dritten Platz
third place in the DGK’s poster competition.
im Poster-Wettbewerb der Jahrestagung
der Herzmedizin: Herzinfarktsterblichkeit stark gesu
Erfolgreiche
Additionally, Dr Britta Stapel from the REBIRTH
Deutschen Gesellschaft für Kardiologie.
kardiologische Versorgung auf hohem Niveau
unit on Endogenous Regeneration MechaZudem hat Dr. Britta StapelDüsseldorf/Berlin,
aus der REBIRTH- 28. Januar
nisms2015
of the– Heart
won the Herzbericht
2015 Rudi Busse
„Der aktuelle
belegt einmal mehr d
Beitrag,
den die moderne
Kardiologie
zur Award
stetig for
steigenden
Lebenserwartung in
AG „Endogenous Regeneration
Mechanisms
Young
Investigator
experimental
leistet. In den vergangenen zwei Jahrzehnten ist die Sterblichkeit beim akuten Herz
of the heart“ den Rudi-Busse-Young Invescardiovascular research for her talk entitled
Prozent, bei der Koronaren Herzkrankheit um 28 Prozent oder bei der Herzinsuff
tigator Award für experimentelle
und
’STAT3
is essential
cardiac
Prozent Herzzurückgegangen.“
Das berichtete
der for
Präsident
derprotection
Deutschen Gesellschaft f
Kreislaufforschung 2015 (DGK)
für den
against
beta-adrenergic
Prof.Vortrag
Dr. Christian
Hamm
(Gießen/Bad stress’.
Nauheim) heute anlässlich der Präs
aktuellenprotection
Deutschen Herzberichtes.
„STAT3 is essential for cardiac
against beta-adrenergic stress“
gewonnen. also die Zahl der Todesfälle auf 100.000 Einwohner, beim akute
Die Sterbeziffern,
haben sich zwischen 1992 und 2012 von 108,9 auf 65,2 reduziert. Bei der Koronaren
war in diesem Zeitraum eine Reduktion von 221,9 auf 159,2 zu beobachten, bei der He
von 71,1 auf 57,6.1
„Viele Faktoren haben die Herzinfarkt-Sterblichkeit positiv beeinflusst“, so Prof. H
voran die flächendeckende Herzkatheter-Therapie, darüber hinaus wurden die
12 | rebirth News 2.2015
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
Impressum/Imprint
Heft 2, June 2015
Herausgeber
Exzellenzcluster REBIRTH
Carl-Neuberg-Straße 1
30625 Hannover
Tel.: 0511/532-5201
Fax: 0511/532-5205
www.rebirth-hannover.de
Konzept, Entwurf, Redaktion
Yvonne Stöber, Camilla Mosel,
Tilman Fabian (V.i.S.d.P.)
E-Mail: [email protected]
Gestaltung:
D. Kleimenhagen, Designer AGD
Zur besseren Lesbarkeit wird bei Berufs- und ähnlichen Bezeichnungen überwiegend die männliche
Form verwendet. Wir bitten um Ihr Verständnis.
Von links/from left: Prof. Tobias Welte, Dr. Nico Lachmann,
Dr. Christine Happle, Prof. Berthold Jany.
REBIRTH-Wissenschaftler
beim DGP ausgezeichnet
REBIRTH scientists honoured
at the DGP conference
Annegret Zurawski (Geschäftsführerin BREATH),
Nico Lachmann (RG iPS based Haematopoietic Regeneration)
Bei der diesjährigen Jahrestagung der Deutschen
Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. (DGP) am 20. März in Berlin erhielt
Dr. Nico Lachmann, REBIRTH-Arbeitsgruppe
„IPSC based Haematopoietic Regeneration“
gemeinsam mit Dr. Christine Happle (Klinik für
Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und
Neonatalogie, MHH) den Preis für klinische
Forschung für ihre Arbeit zu induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) für die seltene Lungenerkrankung hereditäre Pulmonale Alveolarproteinose (PAP). Durch lentivirale Genkorrektur
und nachfolgende Differenzierung der PAP-iPS
in Makrophagen konnte erstmalig eine effektive
Genkorrektur der hereditären PAP in humanen
Zellen gezeigt werden. Die Arbeit wurde im Januar 2014 im "American Journal of Respiratory and
Critical Care Medicine" und im August 2014 im
Science Translational Medicine publiziert. Der
DGP-Forschungspreis ist mit 10.000 Euro dotiert.
At this year’s annual conference of the German
Respiratory Society (DGP) held in Berlin on 20
March, both Dr Nico Lachmann (REBIRTH unit
“IPSC based Haematopoietic Regeneration”) and
Dr Christine Happle (MHH Department of Paediatric Pulmonology, Allergology and Neonatalogy)
received the Clinical Research Award for their
work on induced pluripotent stem cells (iPS) in
relation to the rare lung disease called hereditary
pulmonary alveolar proteinosis (PAP). Lentiviral
gene correction and subsequent differentiation
of PAP-iPSs in macrophages enabled effective
gene correction of hereditary PAP in human
cells to be demonstrated for the first time. The
findings were published in January 2014 in the
American Journal of Respiratory and Critical Care
Medicine, and in August 2014 in Science Translational Medicine. The DGP Research Award is
worth 10,000 euros.
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oder in Teilen – durch Nachdruck, fototechnische
Vervielfältigung auf Datenträger sowie die Aufnahme in Online-Dienste sämtlicher Inhalte bedarf
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bitten wir um eine E-Mail an:/Subscription via
email to: [email protected]
Der nächste Newsletter erscheint
Ende September 2015.
The next newsletter will be issued
at the end of September 2015.
rebirth News 2.2015 | 13
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
REBIRTH auf der IdeenExpo 2015
REBIRTH at the 2015 ‘Ideas Expo’
Yvonne Stöber, Camilla Mosel (REBIRTH Business Management)
Medizinische Forschung ist mehr als nur Reagenzgläser und weiße Kittel – sie ist vor allem
spannend. Das zeigt die MHH auf der diesjährigen IdeenExpo auf dem Messegelände Hannover. Die Erlebnismesse vom 4. bis 12. Juli 2015
begeistert junge Leute für naturwissenschaftliche und technische Berufe und fördert so den
Fachkräftenachwuchs.
Auch dieses Jahr wollen der Exzellenzclusters
REBIRTH gemeinsam mit der MHH die jungen
Besucher für medizinische Forschungsfelder
begeistern. Auf einer Fläche von circa 500 Quadratmetern wird den interessierten Besuchern
in Halle 9 zur Themenwelt LebensRaum ein Einblick in den Alltag von Medizinern und Forschern
geboten.
Am REBIRTH-Stand stellen Wissenschaftler ihre
Forschungsschwerpunkte anhand von kleinen
Experimenten und kurzen Filmen vor. Im Fokus
stehen dabei Themen wie Stammzellforschung,
Gewebezucht und Gentherapie für die Organsysteme Blut, Herz, Leber und Lunge.
Neben den vielen interaktiven Exponaten zum
Mitmachen bieten REBIRTH und die MHH verschiedene Vorträge unter anderem zum Organ
Care System (OCS) sowie zahlreiche Workshops
beispielsweise zur Organspende an.
Das erste Mal mit dabei: Die Rechtsmedizin, der
Forschungsverbund Biofabrication for NIFE und
die europäische Doktoranden Akademie TECASITN.
Die Erlebnismesse richtet sich vor allem an
Schulabgänger aber auch interessierte Kinder,
Jugendliche und Erwachsene außerhalb der Berufsfindungsphase sind herzlich eingeladen.
Kommen Sie vorbei!
There’s more to medical research than just test
tubes and lab coats – it can be very exciting!
MHH demonstrates this at the annual ’IdeenExpo’ event at Hannover Exhibition Centre. This
experience-based fair from 4 to 12 July 2015 will
whet young people’s appetite for scientific and
technical careers and encourage a new generation of specialists.
As in previous years, the REBIRTH Cluster of Excellence will be seeking to get young visitors enthusiastic about various fields of medical research.
On an area of around 500 square metres in Hall 9
under the thematic heading of LebensRaum (Living Space), visitors will receive an inside look at
the everyday work of medical professionals and
researchers.
4.– 12.7.2015
Messegelände Hannover
At the REBIRTH stand, scientists will be using
small-scale experiments and short films to present their main research interests. The focus will
be on topics such as stem cell research, tissue
engineering and gene therapy for the blood,
heart, liver and lungs.
As well as the numerous hands-on interactive exhibits, REBIRTH and MHH will be hosting various
talks on subjects including the Organ Care System (OCS) and many workshops on topics such
as organ donation.
Making their IdeenExpo debuts: MHH’s Institute
of Forensic Medicine, the research alliance ’Biofabrication for NIFE’ and the European doctoral
academy TECAS-ITN.
Although this stimulating science show is aimed
primarily at school-leavers thinking about possible future careers, any other children, young
people and adults are also welcome.
Come along and see for yourself!
14 | rebirth News 2.2015
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
Students of the PhD program (Class of 2012, 2013 and 2014)
Neuigkeiten aus dem PhD Programm
Regenerative Sciences
News from the PhD program in
Regenerative Sciences
Daniela Pelz (Coordinator PhD program Regenerative Sciences)
Einmal im Jahr kommen die Doktoranden des
PhD Programms Regenerative Sciences zusammen, um gemeinsam über ihre Projekte zu diskutieren. Dies geschieht im Rahmen des jahrgangsübergreifenden Retreats, das in diesem
Jahr am 14. und 15. April zum ersten Mal im
TwinCore stattfand. In angenehmer Umgebung
hielten die Doktoranden der Jahrgänge 2012
und 2013 einen 10-minütigen Vortrag über den
aktuellen Stand ihrer Forschung. Die Studenten,
die erst im Oktober 2014 mit ihrer Arbeit begonnen hatten, stellten die bisherigen Ergebnisse
anhand einer Posterpräsentation vor. Mittlerweile sind unter den Zuhörern immer mehr Alumni
des Programms vertreten, die als Postdocs weiterhin z.B. an der MHH tätig sind. Zum Abschluss
der beiden Tage wurden die besten Vorträge und
Poster ausgezeichnet. In diesem Jahr gingen die
Poster Preise an Tom Wahlicht aus der REBIRTHArbeitsgruppe „Modellsysteme für Infektion und
Immunität“ von Professorin Dagmar Wirth am
HZI in Braunschweig für die Vorstellung seines
Projekts „Controlled modulation of regulatory
cascades in hepatocytes“; sowie an Caroline
Halloin, die an der MHH im LEBAO – betreut von
Dr. Robert Zweigerdt – an „Large scale hPSC differentiation into human cardiomyocytes in bioreactors“ forscht. Janika Viereck aus dem Institut
für Molekulare und Translationale Therapiestrategie, MHH von Professor Dr. Thomas Thum, PhD
wurde für ihren Vortrag zu „Long non-coding RNA
Chast promotes cardiomyocyte hypertrophy“
ausgezeichnet und Adele Mucci aus der Experimentellen Hämatologie der MHH (Betreuer:
Professor Dr. Thomas Moritz) für ihren Vortrag zu
„Generation of functional macrophages from murine iPSCs as a tool for disease modeling and preclinical studies“. Außer den Preisen gab es beim
sonnigen Get-Together im Garten des TwinCores
noch die im März erfolgreich bestandenen Zwischenprüfungen des Jahrgangs 2013 zu feiern.
Das PhD Programm bietet seinen Mitgliedern
nicht nur den Raum für exzellente Forschung
sondern auch die Möglichkeit zu fächerübergreifender Weiterbildung: so wird Anfang August bereits zum dritten Mal ein zweitägiger Workshop
der Firma Biovoxxel zum Thema „Basic Image
Processing and Analysis“ angeboten. Wie schon
die Jahre zuvor, ist der Kurs ausgebucht. Wegen
des ungebrochenen Interesses, planen wir, den
Kurs auch im nächsten Jahr wieder anzubieten.
In Zusammenarbeit mit dem Marie-Curie Initial
Training Network TECAS (Tissue Engineering for
Cardiovascular Surgery, Leiter Dr. Sotiris Korossis) fand Anfang Juni zum ersten Mal ein ebenfalls zweitägiger „Complementary & Transferable
Skills Workshop“ statt. Dieser bot neben neuen,
außerfachlichen Kompetenzen auch die Möglichkeit, über die Grenzen des PhD Programms
hinaus mit Doktoranden von verschiedenen europäischen Forschungseinrichtungen Kontakte
zu knüpfen.
rebirth News 2.2015 | 15
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
days in length – entitled the ’Complementary &
Transferable Skills Workshop’ took place at the
start of June. As well as providing these new
skills, this is also a chance to network with doctoral students – from various European research
institutions – outside the PhD program.
This combination of research, interdisciplinary
contacts and opportunities for discussion has
prompted 265 young scientists to apply for a
2015 start. We have invited 50 of them for interview in Hannover on 1 and 3 July. It’ll be interesting to see who is in this year’s intake in October.
Until then, we’ll be happy to accept other doctoral projects.
Dr Daniela Pelz and Steffi Gomm will be delighted
to answer all your questions on the PhD program.
You can e-mail them at [email protected].
Von links/from left: Dr. Robert Zweigerdt
and Dr. Andres Hilfiker
Diese Kombination aus Forschung, fächerübergreifenden Kontakten und Austauschmöglichkeiten haben in diesem Jahr 265 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler davon
überzeugt, sich für den Jahrgang 2015 zu bewerben. 50 von ihnen haben wir zu den Interviews
am 1. und 3. Juli nach Hannover eingeladen. Wir
sind gespannt, wer im Oktober dieses Jahr bei
uns anfangen wird! Bis dahin nehmen wir gerne
noch weitere Promotionsprojekte an.
Unter der E-Mail Adresse [email protected] beantworten Dr. Daniela Pelz und Steffi
Gomm gerne alle Fragen zum PhD Programm.
Once a year, doctoral students at all stages of
the PhD program in Regenerative Sciences come
together to discuss their projects. This happens
at the annual retreat, held this year on 14 and
15 April and, for the first time, at TWINCORE. In
a pleasant setting, the students who started in
2012 and 2013 each gave a 10-minute outline
of their research as it currently stands. Those
who had begun their investigations only in October 2014 shared their findings to date in the
form of a poster presentation. The audience at
these retreats now contains a growing number
of alumni of the programme who are still at MHH
as postdocs. Each of the two days is rounded off
with awards for the best talks and posters. One
of this year’s poster prizes went to Tom Wahlicht
from the research group on Model Systems for
Infection and Immunity, led by Professor Dagmar Wirth at HZI in Braunschweig, for presenting his project entitled ’Controlled modulation of
regulatory cascades in hepatocytes’. The other
was won by Caroline Halloin, who – in LEBAO
at MHH, supervised by Dr Robert Zweigerdt – is
exploring ’Large-scale hPSC differentiation into
human cardiomyocytes in bioreactors’. Janika
Viereck from MHH’s Institute of Molecular and
Translational Therapy Strategies (director: Professor Thomas Thum, Ph.D.) was recognized for
her talk on ’Long non-coding RNA Chast promotes
cardiomyocyte hypertrophy’, as was Adele Mucci
of the Department of Experimental Haematology
at MHH (supervisor: Professor Thomas Moritz)
for her presentation on ’Generation of functional macrophages from murine iPSCs as a tool
for disease modeling and pre-clinical studies’.
Quite apart from the awards, there was some
celebrating to be done – namely of the intermediate exams successfully passed in March by the
2013 starters – and this took place at a sunny
get-together in the TWINCORE garden.
The PhD program not only provides its members
with scope for excellent research, but also with
the opportunity for interdisciplinary professional
development: for instance, in early August, and
for the third time, the company Biovoxxel is offering a two-day workshop on ’Basic Image Processing and Analysis’. As in previous years, the
course is fully booked. Because of the continued
strong interest, we plan to hold this course again
next year. In conjunction with the Marie-Curie Initial Training Network TECAS (Tissue Engineering
for Cardiovascular Surgery, headed by Dr Sotiris
Korossis), an inaugural training event – also two
Ernst-FriedrichPfeiffer-Preis für
Ortwin Naujok
Ernst Friedrich
Pfeiffer Award
for Ortwin
Naujok
Herrn PD Dr. Ortwin Naujok wurde auf der
Jahrestagung der Deutschen Diabetes-Gesellschaft vom 13. bis 16. Mai in Berlin der
Ernst-Friedrich-Pfeiffer-Preis der Deutschen
Diabetes-Gesellschaft verliehen. Dieser
Preis wurde ihm für seine wegweisenden
Forschungen auf dem Gebiet des Betazellersatzes aus embryonalen Stammzellen
verliehen.
At the annual conference of the German
Diabetes Association (DDG) held in Berlin
from 13 to 16 May, Dr Ortwin Naujok was
presented with the Association’s Ernst Friedrich Pfeiffer Award. He received this accolade for his pioneering research in beta cell
replacement from embryonic stem cells.
16 | rebirth News 2.2015
Mitteilungen und Meldungen | News and updates
Dritte Hannover Herz Messe
Third Hannover Heart Fair
Camilla Mosel, Yvonne Stöber (REBIRTH Business Management)
Am 8. und 9. Mai 2015 veranstalteten die MHHKliniken Herz-, Thorax-, Transplantations- und
Gefäßchirurgie (HTTG) sowie die Kardiologie und
Angiologie gemeinsam mit dem Bundesverband
der Niedergelassenen Kardiologen (Landesverband Niedersachsen), die 3. Hannover Herz
Messe, einer Fortbildungsveranstaltung für Ärzte. Ein spezieller Fokus wurde in diesem Jahr auf
die Komorbidität von Lungenerkrankungen bei
Herzpatienten gelegt.
Neueste Forschungsergebnisse zu regenerativen
Therapien von Herz- und Lungenerkrankungen
präsentierten Forscher des Exzellenzclusters
REBIRTH und des hannoverschen Standorts
BREATH des Deutschen Lungen Zentrums (DZL)
in einer gemeinsamen Sitzung. Von Seiten des
Exzellenzclusters stellten Professor Dr. Kai C.
Wollert, REBIRTH-Arbeitsgruppe (AG) „Secreted
Factors and Non-Cell based Strategies for Cardiac Regeneration“, Professor Dr. Thomas Thum,
REBIRTH-AG „miRNAs in Myocardial Regeneration“ und Professor Dr. Ulrich Martin, REBIRTH-AG
„iPSCs for Disease Modelling, Drug Screening
and Cell Therapie“, ihre Projekte vor.
Im Anschluss gab Gerhard Schröder, Bundeskanzler a.D., eine Special Lecture. Er hob zunächst die außerordentliche Bedeutung der medizinischen und wissenschaftlichen Leistungen
der MHH hervor und informierte anschließend
über das europäische Politgefüge.
Im Rahmen der Industrieausstellung informierten Mitarbeiter des Exzellenzclusters REBIRTH
über mögliche Therapieformen der Zukunft.
On 8 and 9 May 2015, two MHH departments –
that of Cardiothoracic, Transplantation and Vascular Surgery (HTTG), and that of Cardiology and
Angiology – joined forces with the Lower Saxony
branch of the German Association of Cardiologists in Private Practice (BNK e.V.) to stage the
third Hannover Heart Fair, an in-service training
event for physicians. One special focus this year
was on the comorbidity between cardiac and lung
diseases in heart patients.
At a joint meeting, researchers from the REBIRTH
Cluster of Excellence and BREATH, the Hannover
site of the German Centre of Lung Research (DZL),
shared the latest research findings on regenerative therapies for heart and lung conditions. The
REBIRTH projects presented were by Professor Kai
C. Wollert of the unit “Secreted Factors and NonCell based Strategies for Cardiac Regeneration”;
Professor Thomas Thum of the unit “miRNAs in
Myocardial Regeneration”; and Professor Ulrich
Martin of the unit “iPSCs for Disease Modelling,
Drug Screening and Cell Therapy”.
Afterwards, former German Chancellor Gerhard
Schröder gave a special lecture. He began by
highlighting the great importance of MHH’s
medical and scientific services and achievements before outlining relevant European political structures.
At the attached industry exhibition, REBIRTH staff
informed visitors about potential future forms of
therapy.