AG Zakrzewicz – Schubspannung und vaskuläre Biologie

Arbeitsgruppe Schubspannung und vaskuläre Biologie

Shear Stress and Vascular Biology Research Group

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Die Arbeitsgruppe Shear Stress and Vascular Biology befasst sich schwerpunktmäßig mit der Physiologie vaskulärer Endothelzellen. Dazu wurden Tierversuche zunehmend durch Systeme ersetzt, welche die experimentelle Simulation von Strömungsbedingungen in Blutgefäßen in der Zellkultur ermöglichen. Unter medizinischem Gesichtspunkt ist dies mit dem Vorteil verknüpft, schon in der Grundlagenforschung in einem humanen System zu arbeiten.

Überwiegend in einer planparallelen Flusskammer wird die Leukozytenadhäsion an stimulierte humane Endothelzellen untersucht. Dies dient der Funktionsaufklärung von Adhäsionsmolekülen, wie sie für die Leukozytenemigration bei Entzündungsreaktionen entscheidend sind. Im Unterschied zu einer Flusskammer kann in einem Kegel-Platte-System eine größere Anzahl von Endothelzellen einheitlichen Strömungsbedingungen ausgesetzt werden. Dies erleichtert proteinanalytische und molekularbiologische Analysen von Strömungseffekten auf Endothelzellen.

Das Kegel-Platte-System wurde zunehmend verbessert, so dass von turbulenten Strömungsmustern ausgehend bis hin zu realen, pulsierenden Strömungen die Verhältnisse an Prädilektionsstellen von Arteriosklerose experimentell simuliert werden können. Entsprechende Arbeiten der AG zeigen die Beteiligung der Strömung, insbesondere nicht-laminarer Strömung, an der Aktivierung des Komplementsystems durch Endothelzellen sowie an der Aktivierung von TRPCs durch atherogene Strömungsprofile. Dagegen tragen normale, atheroprotektive Strömungsmuster in Arterien zum Aufbau der schützenden endothelialen Oberflächenschicht bei. Darüber hinaus werden Effekte von LDL und oxLDL sowie die strömungsabhängige Regulation der Angiogenese und der Connexinexpression untersucht.

Die Hämostaseregulation durch Endothelzellen soll wegen ihrer immensen klinischen Bedeutung für Arteriosklerose, Sepsis und Ischämie-Reperfusions-Syndrom zunehmend thematisiert werden. Dazu wurde u. a. ein Flusskammerassay zur Thrombozytenadhäsion an Endothelzellen etabliert. Methodische Neuerwerbung der AG ist eine Halpernkammer zur Untersuchung der endothelabhängigen Tonusregulation von Blutgefäßen. Sämtliche bisher in der AG untersuchten Mechanismen sind von Bedeutung für Funktionsstörungen des Endothels, insbesondere im Rahmen einer Arteriosklerose.