Log in

Sonderforschungsbereich (SFB) 1425 – Die heterozelluläre Natur kardialer Läsionen

Identitäten, Interaktionen, Implikationen

SFB1425—The heterocellular nature of cardiac lesions:

Identities, interactions, implications

  • Schwerpunkt
  • Published:
Der Kardiologe Aims and scope

Zusammenfassung

Muskelzellen sind für die Herzfunktion von zentraler Bedeutung. Sie nehmen ca. zwei Drittel des Myokardvolumens ein und standen traditionell im Mittelpunkt der Herzzellforschung. Zahlenmäßig überwiegen jedoch die wesentlich kleineren Nicht-Myozyten, von denen es mehr als doppelt so viele Zellen im Herzen gibt, z. B. Interstitial- und Immunzellen wie Fibroblasten und Makrophagen, Endothelzellen, Adipozyten oder Neurone. In Gewebeläsionen ist der Anteil dieser Nicht-Myozyten weiter erhöht. Welche Rolle spielen Nicht-Myozyten bei der Reparatur der Herzstruktur und beim Erhalt der Organfunktion? Wie interagieren sie mit anderen Zellen? Können diese Interaktionen als Angriffspunkte für neue therapeutische Maßnahmen dienen? Diesen und anderen Fragen geht der Sonderforschungsbereich (SFB) 1425 „Die heterozelluläre Natur kardialer Läsionen“ auf den Grund: Die Identitäten der im Herzen vorhandenen Nicht-Myozyten und ihre Interaktionen werden eingehend charakterisiert und die Implikationen für innovative Diagnose- und Therapieansätze untersucht. Ein umfassendes Verständnis der natürlichen Reparaturprozesse und der darin involvierten heterozellulären Wechselwirkungen soll dann in interventionelle Ansätze integriert werden, die nicht primär auf die Regenerierung von Herzmuskel, sondern vielmehr darauf fokussieren, ganz gezielt „bessere Narben“ zu machen. Der SFB 1425 vereint 25 hochkarätige Wissenschaftler*innen des Universitäts-Herzzentrums Freiburg-Bad Krozingen, des Universitätsklinikums Freiburg, der Medizinischen, Biologischen und Technischen Fakultäten der Universität Freiburg, des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg sowie der Universitäten Heidelberg, Bonn, Frankfurt und Würzburg. Er wird seit Juli 2020 von der DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft e. V.) mit initial 11 Mio. EUR gefördert.

Abstract

Cardiac myocytes are pivotal for cardiac function. They take up about two thirds of the myocardial tissue volume and have been the traditional focus of cardiac cellular research. In terms of numbers, however, the significantly smaller non-myocytes dominate, with more than two times as many cells compared to cardiomyocytes, including interstitial and immune cells such as fibroblasts and macrophages, endothelial cells, adipocytes or neurons. In regions of cardiac tissue damage the fraction of non-myocytes is further increased. How do non-myocytes contribute to repair of cardiac tissue and preservation of organ function? How do they interact with other cells? Do these interactions form suitable targets for new therapeutic measures? These and other questions are addressed by the Collaborative Research Centre SFB 1425 “Heterocellular nature of cardiac lesions”: the identities of non-myocytes present in the heart and their interactions are characterized in detail and the implications for innovative diagnostic and treatment approaches are investigated. A comprehensive understanding of nature’s own tissue repair processes and of the heterocellular cross-talk involved will be integrated into novel interventional approaches that do not primarily focus on regenerating cardiac muscle but more on “making better scars”. The SFB 1425 brings together 25 top-class scientists from the University Heart Center Freiburg-Bad Krozingen, the University Hospital Freiburg, the Medical, Biological and Technical Faculties of the University of Freiburg, the Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics in Freiburg as well as from the Universities of Heidelberg, Bonn, Frankfurt and Würzburg. The consortium, established in July 2020, is supported with an initial grant of 11 million € by the German Research Foundation (DFG).

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Subscribe and save

Springer+ Basic
EUR 32.99 /Month
  • Get 10 units per month
  • Download Article/Chapter or Ebook
  • 1 Unit = 1 Article or 1 Chapter
  • Cancel anytime
Subscribe now

Buy Now

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

Literatur

  1. Gourdie R, Dimmeler S, Kohl P (2016) Novel therapeutic strategies targeting fibroblasts and fibrosis in heart disease. Nat Rev Drug Discov 15(9):620–638. https://doi.org/10.1038/nrd.2016.89

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  2. Hamad MA, Schanze N, Schommer N, Nuhrenberg T, Duerschmied D (2021) Reticulated platelets-which functions have been established by in vivo and in vitro data? Cells 10(5):1172. https://doi.org/10.3390/cells10051172

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  3. Heidt T, Courties G, Dutta P, Sager HB, Sebas M, Iwamoto Y, Sun Y, Da Silva N, Panizzi P, van der Laan AM, Swirski FK, Weissleder R, Nahrendorf M (2014) Differential contribution of monocytes to heart macrophages in steady-state and after myocardial infarction. Circ Res 115:284–295. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.115.303567

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  4. Hulsmans M, Clauss S, **ao L, Aguirre AD, King KR, Hanley A, Hucker WJ, Wulfers EM, Seemann G, Courties G, Iwamoto Y, Sun Y, Savol AJ, Sager HB, Lavine KJ, Fishbein GA, Capen DE, Da Silva N, Miquerol L, Wakimoto H, Seidman CE, Seidman JG, Sadreyev RI, Naxerova K, Mitchell RN, Brown D, Libby P, Weissleder R, Swirski FK, Kohl P, Vinegoni C, Milan DJ, Ellinor PT, Nahrendorf M (2017) Macrophages facilitate electrical conduction in the heart. Cell 169:510–522. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.03.050

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  5. Jünger F, Ruh D, Strobel D, Michiels R, Huber D, Brandel A, Madl J, Gavrilov A, Mihlan M, Daller C, Rog-Zielinska EA, Römer W, Lämmermann T, Rohrbach A (2022) 100 Hz ROCS 1 microscopy correlated with fluorescence reveals cellular dynamics on different spatiotemporal scales. Nat Commun (in press)

  6. Kohl P, Greiner J, Rog-Zielinska EA (2022) Cardiac 3D nano-structure: form, function, future. Cells 11(2):233. https://doi.org/10.3390/cells11020233

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  7. Lakkis N, Dokainish H, Abuzahra M, Tsyboulev V, Jorgensen J, De Leon AP et al (2004) Reticulated platelets in acute coronary syndrome: a marker of platelet activity. J Am Coll Cardiol 44(10):2091–2093. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2004.05.033

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Mauler M, Herr N, Schoenichen C, Witsch T, Marchini T, Hardtner C et al (2019) Platelet serotonin aggravates myocardial Ischemia/Reperfusion injury via neutrophil degranulation. Circulation 139(7):918–931. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.118.033942

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  9. Quinn TA, Camelliti P, Rog-Zielinska EA, Siedlecka U, Poggioli T, O’Toole ET, Knöpfel T, Kohl P (2016) Electrotonic coupling of excitable and nonexcitable cells in the heart revealed by optogenetics. Proc Natl Acad Sci USA 113(51):14852–14857. https://doi.org/10.1073/pnas.1611184114

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  10. Rog-Zielinska EA, Norris RA, Kohl P, Markwald R (2016) The living scar—cardiac fibroblasts and the injured heart. Trends Mol Med 22(2):99–114

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  11. Rog-Zielinska EA, Scardigli M, Peyronnet R, Zgierski-Johnston CM, Greiner J, Madl J, O’Toole ET, Morphew MK, Hoenger A, Sacconi L, Kohl P (2021) Beat-by-beat cardiomyocyte T‑tubule deformation drives tubular content exchange. Circ Res 128(2):203–215. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.120.317266

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Rurik JG, Tombácz I, Yadegari A, Méndez Fernández PO, Shewale SV, Li L, Kimura T, Soliman OY, Papp TE, Tam YK, Mui BL, Albelda SM, Puré E, June CH, Aghajanian H, Weissman D, Parhiz H, Epstein JA (2022) CAR T cells produced in vivo to treat cardiac injury. Science 375(6576):91–96. https://doi.org/10.1126/science.abm0594

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  13. Schanze N, Bode C, Duerschmied D (2019) Platelet contributions to myocardial Ischemia/reperfusion injury. Front Immunol 10:1260. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01260

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  14. Stratz C, Bomicke T, Younas I, Kittel A, Amann M, Valina CM et al (2016) Comparison of immature platelet count to established predictors of platelet reactivity during thienopyridine therapy. J Am Coll Cardiol 68(3):286–293. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2016.04.056

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Peter Kohl.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

D. Dürschmied, I. Hilgendorf, P. Kohl, E. Rog-Zielinska und J. Verheyen geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle Untersuchungen mit menschlichem Gewebe wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethik-Kommission der Universität Freiburg, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Zur Forschung verwendbare Gewebeproben sind mit schriftlicher Zustimmung nach Aufklärung in der CardioVascular BioBank (CVBB) Freiburg eingepflegt, die unter dem Ethikvotum 393/16 operiert. Innerhalb des SFB 1425-Konsortiums werden alle nationalen Richtlinien zur Haltung und zum Umgang mit Labortieren eingehalten, und die notwendigen Zustimmungen der zuständigen Behörden liegen vor.

Additional information

figure qr

QR-Code scannen & Beitrag online lesen

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Dürschmied, D., Hilgendorf, I., Kohl, P. et al. Sonderforschungsbereich (SFB) 1425 – Die heterozelluläre Natur kardialer Läsionen. Kardiologe 16, 128–135 (2022). https://doi.org/10.1007/s12181-022-00541-9

Download citation

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12181-022-00541-9

Schlüsselwörter

Keywords

Navigation