Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung

Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung

Am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung untersuchen Wissenschaftler den Aufbau und die Funktionsweise von Herz, Blutgefäßen und Lunge. Ihre Erkenntnisse sollen unter anderem dazu beitragen, Erkrankungen dieser Organe besser zu verstehen und Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. So erforschen die Wissenschaftler, wie die Zellen des Herz-, Blutgefäß- und Lungengewebes untereinander kommunizieren und welche Signalmoleküle ihre Funktion beeinflussen. Darüber hinaus beschäftigen sie sich mit der Frage, wie geschädigtes Gewebe wieder funktionstüchtig werden kann. Stammzellen – also Vorläuferzellen, aus denen spezialisierte Herz-, Gefäß- oder Lungenzellen entstehen können – sind deshalb ebenfalls ein wichtiges Forschungsfeld am Institut. Diese Stammzellen könnten künftig beispielsweise dazu beitragen, Gewebeschäden bei Herzinfarkt-Patienten oder Menschen mit Lungenerkrankungen zu minimieren.

Kontakt

Ludwigstr. 43
61231 Bad Nauheim
Telefon: +49 6032 705-0
Fax: +49 6032 705-1604

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS for Heart and Lung Research

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Transkriptionsfaktor für Lungenfibrose verantwortlich
Geringe FoxO3-Aktivität programmiert Bindegewebszellen um und löst die Erkrankung aus mehr
Lungentumoren lösen Lungenhochdruck aus
Fast die Hälfte aller Lungenkrebs-Patienten im fortgeschrittenen Stadium entwickeln arteriellen Lungenhochdruck mehr
Krebsdiagnose mit Atemluft
Neuer Test zur Früherkennung von Lungenkrebs misst kleinste Veränderungen im Atem mehr
Östrogenrezeptor lässt männliche Mäuse abnehmen
Der Rezeptor erhöht den Energieverbrauch von Muskelzellen und senkt so das Körpergewicht mehr
Ionenkanal PIEZO1 übersetzt mechanischen Reiz in molekulare Reaktion zur Steuerung des Gefäßdurchmessers mehr
Schlupfloch für Tumorzellen
Krebszellen töten Zellen der Blutgefäße, damit sie durch die Gefäßwand hindurch schlüpfen und Metastasen bilden können mehr
Keine Blutgefäße ohne <em>cloche</em>
Nach 20 Jahren des Suchens entdecken Forscher das geheimnisvolle Gen, das die Entstehung von Gefäßen und Blutzellen im Embryo kontrolliert mehr
Fehlender Transkriptionsfaktor entfesselt Blutgefäßwachstum
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken neuen Schalter der Blutgefäßbildung mehr
Gen-Verlust kann durch andere Gene ausgeglichen werden
Auswirkungen eines Eingriffs ins Erbgut hängen von der Methode ab mehr
Neuer Rezeptor für die Kontrolle des Blutdrucks entdeckt
P2Y2-Rezeptor auf Blutgefäßzellen ist ein zentrales Element der Regulationskette mehr
Gen steuert Stammzellen während Muskelregeneration
Prmt5 Gen reguliert Aktivität und Funktion von Muskelstammzellen bei geschädigtem Skelettmuskel mehr
Nierenversagen: Positionssignal für die Zellteilung
Forscher identifizieren Moleküle, mit denen Zellen ihre Position bestimmen mehr
Gen reguliert Heilung nach Herzinfarkt
Reg3beta steuert Wundheilungsprozesse im Herzmuskel, indem es Immunzellen ins Infarktgewebe lockt mehr
Essigsäure hemmt Ausschüttung von Insulin
Hemmstoffe gegen die Rezeptoren der Essigsäure könnten die Behandlung von Diabetes-Patienten verbessern mehr
Neue Blutstammzellen dank Interferon-Gamma
Signalmolekül lässt im Embryo neue Blutstammzellen entstehen mehr
Molche besitzen die geradezu magische Fähigkeit, zerstörtes Gewebe zu regenerieren. Das macht sie einzigartig unter den Wirbeltieren. Thomas Braun vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim will von den Lurchen lernen, wie ein Organismus komplette Organe ersetzen kann. Vielleicht gelingt es so eines Tages, auch beim Menschen das Regenerationsvermögen zu steigern.

Von der Lungenentwicklung zur Lungenregeneration

2017 Ahlbrecht, Katrin; Morty, Rory E.; Samakovlis, Christos; Seeger, Werner
Entwicklungsbiologie Immunbiologie Physiologie
Das Hauptmerkmal struktureller Lungenerkrankungen ist die Behinderung des Gasaustausches aufgrund einer Fehlbildung oder Zerstörung der Lungenbläschen, der Alveolen. Heilende Therapiemöglichkeiten existieren nicht. Das Ziel neuer Therapiekonzepte ist die Wiederherstellung der intakten Lungenstruktur. Hierbei nutzen die Forscher das Wissen um die Entstehung der Alveolen in der Lungenentwicklung sowie im kompensatorischen Lungenwachstum der erwachsenen Lunge, um Zellen und Moleküle zu identifizieren, die in der erkrankten Lunge die Bildung neuer Alveolen ermöglichen können. mehr

mikroRNAs regulieren essenzielle Funktionen im kardiovaskulären System

2016 Böttger, Thomas
Medizin Physiologie Zellbiologie

Die primäre Funktion von mikroRNAs (miRNAs) besteht darin, die Genexpression von spezifischen Zielproteinen posttranskriptionell zu unterdrücken. Die funktionelle Analyse von miRNA-Funktionen in vivo ermöglicht faszinierende Einblicke in komplexe Regulationsvorgänge. Eine Arbeitsgruppe am MPI für Herz- und Lungenforschung untersucht, wie miRNAs molekulare Regulationsvorgänge in den kontraktilen Zellen des kardiovaskulären Systems vermitteln. Die Arbeiten geben auch Aufschluss über die Entwicklung und Physiologie des Herz-Kreislauf-Systems.

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G-Proteine und ihre Signalwirkung im Herz-Kreislauf- und Immunsystem

2015 Wettschureck, Nina
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Immunbiologie Infektionsbiologie Medizin Physiologie

Ziel einer Arbeitsgruppe am MPI für Herz- und Lungenforschung ist es, die G-Protein-vermittelten Signalwege im Herz-Kreislauf-System und im Immunsystem zu verstehen. Es sind vor allem die heterotrimeren G-Protein-Familien Gq/G11 und  G12/G13, die hier intrazellulär vermitteln. Zu den Arbeiten gehört die Identifizierung neuer Rezeptoren, die diese Signalwege aktivieren, sowie die Aufklärung der nachgeschalteten intrazellulären Signalwege. Langfristiges Ziel dieser Arbeiten ist es, neue Zielmoleküle zur Behandlung chronischer Erkrankungen des kardiovaskulären Systems zu entdecken.

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Der Rezeptor ERBB2: ein unverzichtbares Onkogen

2014 Reischauer, Sven
Entwicklungsbiologie Genetik Medizin
Der Zelloberflächenrezeptor ERBB2 spielt eine zentrale Rolle in der Organentwicklung. Als Onkogen ist ERBB2 im überaktivierten Zustand jedoch auch an der Entstehung von Krebs, besonders Brustkrebs, beteiligt. Daher wird bei einigen Brustkrebstherapien neben der klassischen Chemotherapie mit Doxorubicin ein Antikörper zur immunotherapeutischen Inaktivierung von ERBB2 eingesetzt. Dies führt jedoch in 10 bis 12 Prozent der Fälle zur Entwicklung einer dilatativen Kardiomyopathie. Eine Funktionsanalyse von ErbB2 in Herzmuskelzellen des Zebrabärblings gibt Einblick in mögliche Ursachen. mehr

Quantitative Proteinanalysen mittels Massenspektrometrie

2013 Krüger, Marcus
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Immunbiologie Infektionsbiologie Medizin Physiologie
Lebende Zellen enthalten eine Vielzahl komplexer Strukturen, die die Homöostase und Kommunikation steuern. Die systematische Untersuchung solcher Strukturen auf DNA-, Transkript- und Protein-Ebene gehört zu den Standardtechniken in der medizinischen Forschung. Um die enorme Komplexität des Proteoms zu erforschen, sind in den letzten Jahren vor allem massenspektrometrische Methoden in den Vordergrund gerückt. Die Etablierung der SILAC-Methode (stable isotope labeling by amino acids in cell culture) hat dabei geholfen, Proteinquantifizierungen bei biologischen Proben durchzuführen. mehr

Herz und Lunge – von der Entwicklungsbiologie zur Therapie

2012 Barreto, Guillermo; Dobreva, Gergana; Engel, Felix B.; Savai, Rajkumar
Entwicklungsbiologie Genetik Medizin Physiologie
Die koronare Herzerkrankung ist die häufigste Todesursache, angeborene Herzfehler sind die häufigsten Geburtsfehler und Lungenkrebs ist der Krebs mit der höchsten Sterberate weltweit. Die derzeitigen Therapien für Herz- und Lungenerkrankungen beschränken sich hauptsächlich auf die Symptome der Erkrankungen, bekämpfen aber selten effektiv deren Ursache. Daher ist es wichtig, neue diagnostische und therapeutische Ansätze zu entwickeln. Voraussetzung dafür ist vor allem ein besseres Verständnis der regulatorischen Mechanismen, welche die embryonale Entwicklung des Herzens und der Lunge steuern. mehr

Molekulare Mechanismen bei der Entstehung von Lungenödemen

2011 Morty, Rory Edward; Seeger, Werner
Medizin
Eine gestörte Flüssigkeitsbilanz in den Lungenbläschen (Alveolen) ist das wichtigste Kennzeichen des akuten respiratorischen Syndroms, eines lebensbedrohlichen Zustandes, der häufig auf Intensivstationen anzutreffen ist. Die zugrunde liegenden molekularen Prozesse, die den Abtransport der Flüssigkeit verhindern, sind unbekannt. Kürzlich wurde das Peptidhormon TGF-β als Regulator für die Flüssigkeitsbalance in den Alveolen vorgeschlagen. Es beeinflusst die Aktivität von zwei Mechanismen, den epithelialen Na+-Transport durch den Natrium-Kanal ENaC und die Natrium-Kalium-Ionenpumpe Na+/K+-ATPase. mehr
Die Wand von Blutgefäßen besteht aus glatten Muskelzellen sowie aus Endothelzellen, die das Blutgefäß von innen auskleiden. Die Regulation der Kontraktion und Durchlässigkeit der Gefäßwand beruht auf der Wirkung verschiedener Mediatoren, die in den meisten Fällen über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren wirken. Störungen der Regulation verursachen häufige Erkrankungen wie Hypertonie, Schock oder Atherosklerose. In den letzten Jahren konnten am MPI für Herz- und Lungenforschung neue Einblicke in die Mechanismen der Regulation von Gefäßwandzellen durch Mediatoren und ihre Rolle im Rahmen verschiedener Krankheiten gewonnen werden. mehr

Krebsmedikamente bei pulmonaler arterieller Hypertonie

2009 Schermuly, Ralph; Seeger, Werner
Medizin
Ein Gefäßwandumbau (Remodeling) von Lungenarterien spielt die entscheidende Rolle in der Pathogenese von pulmonaler arterieller Hypertonie (PAH), auch bekannt als Lungenbluthochdruck. Dieser Umbau führt zu einer Anreicherung von Zellen in der Gefäßwand und damit zu einem Lumenverlust. Ein neuer Therapieansatz besteht darin, diese gutartige Zellwucherung mittels Krebsmedikamenten zu unterbinden und so den strukturellen Wandumbau in den erkrankten Gefäßen rückgängig zu machen (Reverse Remodeling). Hemmstoffe von Tyrosinkinasen haben in präklinischen Modellen und ersten klinischen Heilversuchen überragende Ergebnisse gezeigt. mehr
Sirtuine sind im gesamten Tierreich konservierte Histon/Protein-Deacetylasen, die lebensverlängernd und stressabwehrend wirken. Bei Säugern sind Sirtuine durch eine Familie von sieben Genen (Sirt1 - Sirt7) repräsentiert. In einem Projekt am MPI für Herz- und Lungenforschung untersucht Eva Bober und ihr Team die molekularen Grundlagen der Sirtuinfunktionen bei Säugern. Die Aufschlüsselung der Wirkungsmechanismen der Sirtuine kann die Entwicklung neuer Therapiestrategien zur Behandlung bzw. Prävention altersbedingter Krankheiten ermöglichen. mehr

Plastizität von Herzmuskelzellen des Molches

2007 Borchardt, Thilo; Kostin, Sawa
Zellbiologie
Das Herz von Säugetieren besitzt nicht die Fähigkeit, sich nach schwerwiegender Schädigung zu regenerieren. Geschädigter Herzmuskel wird durch Narbengewebe ersetzt. Molche und Zebrafische können ihre Herzen vollständig regenerieren, ohne Narben auszubilden. Ein Projekt am MPI für Herz- und Lungenforschung untersucht die molekularen Mechanismen der Regeneration am Molchherzen. Das Verständnis der Vorgänge könnte zu neuen Ansätzen führen, welche die Regenerationsfähigkeit des menschlichen Herzens stimulieren. mehr

Die Rolle von Stammzellen bei der Regeneration und Reparatur von Organen

2006 Belema Bedada, Fikru; Heil, Matthias
Entwicklungsbiologie Medizin Zellbiologie
Einen wichtigen Schwerpunkt am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim bildet die Erforschung der Prozesse, die für Regeneration und Reparatur von Organen, vor allem des Herzens, verantwortlich sind. Frühere Studien zeigten, dass Stammzellen hierbei eine wichtige Rolle spielen könnten. In einem ihrer Projekte beschäftigten sich die Wissenschaftler deshalb mit der Frage, ob adulte oder embryonale Stammzellen in der Lage sind, sich zu vollständig entwickelten Gewebszellen wie Skelett- oder Herzmuskelzellen zu differenzieren. Die Daten zeigen, dass man durch die Verwendung bestimmter Faktoren, die für die Zelldifferenzierung wichtig sind, tatsächlich in den Stammzellen Programme abrufen kann, die zum Erwerb von charakteristischen Eigenschaften für Muskelzellen führen. Jedoch konnten adulte Stammzellen nicht in vollständig entwickelte Muskelzellen überführt werden. Dagegen beobachteten die Forscher in der Kulturschale die Fusion adulter Stammzellen und fertiger Muskelzellen. Dies ist als ein Hinweis auf die Aktivierung eventueller Reparaturmechanismen zu werten: Bei der Reparatur der Muskulatur spielt nicht die Umwandlung von Stammzellen in Muskelzellen die entscheidende Rolle, sondern vielmehr wird durch Verschmelzung von Muskelzelle und Stammzelle die Vitalität der kranken Zelle wiederhergestellt. In einer weiteren Studie beschäftigten sich die Max-Planck-Forscher mit der Frage, ob Stammzellen bei der Regeneration von infarktgeschädigtem Herzgewebe eine Rolle spielen. Hier konnten sie zeigen, dass die Injektion von Stammzellen aus der Skelettmuskulatur oder von Herzmuskelzellen, die aus embryonalen Stammzellen hergestellt wurden, im Tiermodell zu einer Erhöhung der Herzfunktion nach Myokardinfarkt führte. Diese positive Wirkung basiert wahrscheinlich darauf, dass wachstumsfördernde Substanzen durch die injizierten Zellen in das geschädigte Herzgewebe freigesetzt werden. mehr

Differenzierung und Proliferation von Zellen während der Entwicklung und Regeneration

2005 Braun, Thomas
Entwicklungsbiologie Medizin Zellbiologie
Das übergreifende Forschungskonzept der Abteilung 'Entwicklung und Umbau des Herzens' ist durch zwei Strategien charakterisiert: (1) Erforschung von Prozessen, die zur Proliferation von organtypischen Vorläuferzellen und deren koordinierter Differenzierung während der Organentwicklung und Regeneration führen; (2) Entwicklung von präklinischen Modellen, in denen das mit Strategie (1) erarbeitete Wissen eingesetzt wird, um die Geweberegeneration, besonders im Herzen, zu ermöglichen, zu verbessern und zu beschleunigen. Individuelle Forschungsprojekte sind Teil dieses Konzepts und jeweils einem der beiden Schwerpunkte zugeordnet, sofern die thematische Überlappung dies erlaubt. Die obige Trennung der Thematiken ist eher künstlicher Natur, vereinfacht jedoch die Unterscheidung zwischen einem mehr grundlagenorientierten und einem im medizinischen Sinne praxisorientierten Ansatz. mehr

Arteriogenese - Ein neues Konzept der Blutgefäßadaptation bei arteriellen Verschlusskrankheiten

2004 Heil, Matthias; Schaper, Wolfgang
Entwicklungsbiologie Medizin
Das Wachstum von Blutgefäßen nach der Geburt läuft über zwei Mechanismen ab. Angiogenese beschreibt das "Aussprossen" von neuen Kapillaren aus bestehenden Gefäßen. Dagegen wird das Wachstum von Arterien aus einem bereits bestehenden Netz kleiner arterieller Verbindungen als Arteriogenese bezeichnet. Das Wachstum dieser so genannten Kollateralarterien wird durch den Verschluss einer größeren Arterie induziert. Arteriogenese ist die einzige physiologisch effiziente Form des Blutgefäßwachstums, die dazu in der Lage ist, Blutzirkulationsdefizite nach arteriellen Verschlüssen zu kompensieren. Auslöser und Stimulatoren der Arteriogenese sind physikalische Kräfte wie die Schubspannung, verursacht durch den verstärkten Blutfluss in den Kollateralarteriolen sowie durch Monozyten, die größten Abwehrzellen im Blut. mehr
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