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Foto: DRFZ J. Hirscher
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AG Buttgereit

Schwerpunkt: Glucocorticoids & Bioenergetics

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Schwerpunkt: Glucocorticoids & Bioenergetics

Die bioenergetische Bilanz zellulärer Systeme entscheidet über deren Überleben und Funktionalität. In akuten und chronischen Entzündungen, wie zum Beispiel im entzündeten Gelenk bei Rheumatoider Arthritis, aber auch bei Verletzungen des Blutgefäßsystems, etwa bei Frakturen und Blutergüssen kann der Bedarf der zellulären Umgebung an Nähr- und Sauerstoff die Versorgung überschreiten. Lokaler Nährstoff- und Sauerstoffmangel (Hypoxie) sind die Folge. Immunzellen, die sich im Entzündungsgebiet beziehungsweise im Hämatom anreichern, müssen über entsprechende Anpassungsmechanismen verfügen, um ihre Funktion aufrechterhalten zu können. Bis heute sind diese Anpassungsmechanismen noch nicht vollends verstanden.

Ein wichtiger Faktor der zellulären Adaptation an Sauerstoffmangelbedingungen bildet hierbei die Stabilisierung und Aktivierung des heterodimeren Transkriptionsfaktors Hypoxie induzierbarer Faktor (HIF)-1. Die Funktion von HIF-1 in Immunzellen, insbesondere in T-Zellen und in Monozyten, aber auch in mesenchymalen Stammzellen (MSC), welche im Zusammenhang mit regenerativen Prozessen von klinischer Bedeutung sind, stehen im Fokus unserer Forschungsarbeiten. Trotz der Verfügbarkeit von Biologika für spezielle Therapien im Bereich der Autoimmunerkrankungen, sind Glucocorticoide die am stärksten wirksamen antiinflammatorischen und immunmodulatorischen Medikamente, über die wir in der klinischen Anwendung verfügen. Es gibt allerdings ein Spannungsfeld zwischen der hohen klinischen Effektivität dieser Medikamente einerseits und den signifikanten, nur teilweise vermeidbaren Nebenwirkungen andererseits. Dies ist einer der Gründe, warum Glucocorticoide auch weiterhin Gegenstand sowohl der Grundlagenforschung als auch der angewandten klinischen Forschung sind. Weiterhin bleibt zu klären, inwieweit Glucocorticoide unter einer bioenergetisch restriktiven Umgebung in entzündlich verändertem Gewebe sowie in Regenerationsprozessen auf zellulärer Ebene wirken.

Unsere Aufmerksamkeit fokussiert sich aktuell auf folgende Schwerpunkte:

  • Klärung der zellulären Adaptationsmechanismen von humanen Immunzellen auf eine bioenergetisch restriktive Umgebung in entzündlich verändertem Gewebe aber auch in Regenerationsprozessen (z.B. Frakturheilung) unter dem Aspekt Sauerstoffmangel und Nährstoffmangel,
  • Analyse der Rolle des Hypoxie induzierbaren Faktors (HIF) bei der zellulären Adaptation und Differenzierung von humanen MSCs in Regenerationsprozessen
  • Erforschung der Mechanismen von Glucocorticoidwirkungen insbesondere deren genomische, nicht genomische und bioenergetische Effekte,
  • klinisch orientierte und laborbezogene Untersuchungen zu Glucocorticoidwirkung auf den Knochen.