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Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie
Arbeitsgruppenleiter:
Dr. M. Schneider
Mitarbeiter:
Dr. sc. hum. J. Kiss, Wiss. Mitarbeiterin
J. Kirchberg, Wiss. Mitarbeiterin
M. Mollenhauer, M.Sc., PhD Student
P. Radhakrishnan, M.Sc., PhD Student
M. Stauch, Medizinisch-Technischer Assistent
M. Neumann, Medizinisch-Technische Assistentin
Arbeitsgebiet:
Sauerstofffühler und Sauerstoff-Regulation
Kernthema der seit 2008 an der Chirurgischen Klinik
Heidelberg etablierten Emmy Noether-Nachwuchsfor-
schergruppe sind Fragen zur Sauerstoffversorgung von
Organen und Geweben. Alle Körperzellen benötigen
Sauerstoff, um durch Verbrennung von Nährstoffen le-
benswichtige Energie freizusetzen. Andererseits kann
ein Sauerstoff-Überangebot schädlich sein. Aus Sauer-
stoff können nämlich auch hochgiftige Sauerstoffradi-
kale entstehen. Lebende Organismen verfügen daher
über Sauerstofffühler – bestimmte Enzyme, mit deren
Hilfe sie ihren Stoffwechsel an Schwankungen in der
Sauerstoffversorgung anpassen. Es handelt sich um
die HIF-Prolyl Hydroxylase Enzyme PHD1, PHD2 und
PHD3. In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass ein
Verlust des PHD1-Enzyms in bestimmten Geweben
Stof fwechselveränderungen her vorruf t, welche mit
einer erhöhten Resistenz gegen Mangeldurchblutung
einhergehen (Nature Genetics 40, 170-180, 2008).
Zielsetzung aktueller Arbeiten ist es unter anderem,
diese Erkenntnisse für die Behandlung chirurgisch re-
levanter Erkrankungen nutzbar zu machen. Dabei wird
die Arbeitsgruppe um Dr. Martin Schneider seit 2008
im Rahmen des Emmy Noether-Programms, eines wis-
senschaf tlichen Exzellenzprogramms der Deutschen
Forschungsgemeinschaf t (DFG), geförder t. Zum Jahr
2011 wurde das Projekt aufgrund der positiven exter-
nen Zwischenevaluation auf die maximale Laufzeit von
fünf Jahren verlängert.
Projekte und Wissenschaftliche Zielsetzungen:
Bedeutung von PHD-Enzymen bei chirurgisch rele-
vanten Erkrankungen
Akuter Sauerstoffmangel (Hypoxie) stellt ein schwer-
wiegendes Problem in der Viszeralchirurgie dar: Bei-
spielsweise erleiden Spenderlebern während ihres
Transportes oder bei der Transplantation einen Durch-
blutungsmangel, der nach Wiederherstellung der Blut-
zufuhr zu schwerwiegenden Organschäden führen
kann (sog. Ischämie-Reperfusionsschaden). Diesbe-
züglich konnte in gezeigt werden, dass eine therapeu-
tische Hemmung von PHD1 in Mäusen die Toleranz von
Leberzellen gegen länger anhaltenden Sauerstoffman-
gel erhöhen, und somit den Untergang von Leberge-
webe bei Minderdurchblutung eindämmen kann. Eine
wichtige Ursache hierfür ist eine Änderung des Ener-
giestoffwechsels der Leberzellen: durch den Verlust
des PHD1-Sauerstof f fühlers wurde der Sauerstof f-
verbrauch von Leberzellen bei Minderdurchblutung
eingeschränkt. Folglich konnte die Leberzellfunktion
unter Sauerstoff-Mangelbedingungen besser aufrecht-
erhalten werden. Entscheidenderweise schützte die
Hemmung des PHD1-Enzyms in der Folge auch gegen
Ischämie-Reperfusionsschäden der Leber (Gastroente-
rology 139(6), 2093-2101, 2010).
11.2 Emmy Noether-Nachwuchsgruppe (DFG)