Identifikation des thrombogenen und inflammatorischen Signalwegs in künstlichen Lungenmodellen mithilfe einer Proteinanalyse

• Antragstellerin: Sandra Stoppelkamp, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347306600

Die extrakorporale Membranoxygenierung stellt einen erheblichen technologischen Fortschritt bezüglich der Behandlung von akuten und chronischen Lungenerkrankungen dar. Sie wird heutzutage routinemäßig als lebensrettende Maßnahme für Patienten mit akutem Lungenversagen oder als Überbrückung bis zur Lungentransplantation eingesetzt. Auch mit deutlich verbessertem Gasaustausch sowie verbesserter Blutverträglichkeit gibt es zwar Einsatzmöglichkeiten bis zu einigen Tagen, aber bis heute ist noch keine langfristige Lösung greifbar. Dadurch ist der langfristige Einsatz einer implantierbaren künstlichen Lunge zum gegenwärtigen Stand der Technik nicht möglich. Hierbei spielt die Fremdkörperreaktion auf Membranen und Schläuche eine große Rolle, da diese durch z.B. Aktivierung des Gerinnungs- und Komplementsystems zum Oxygenatorversagen beiträgt. Die zugrundeliegende Ursache konnte teilweise auf den sogenannten Vroman-Effekt zurückgeführt werden, bei dem Plasmaproteine sich innerhalb kürzester Zeit auf die Fremdoberflächen ablagern, wobei die Zusammensetzung der Proteine und ihre Konformation sich über die Zeit ändern. Im Idealfall sollten die adsorbierten Proteine eine Neointima-ähnliche Schicht bilden, die als körpereigen erkannt wird und somit unerwünschte Reaktionen minimiert. Bislang ist eine solche Neointima-ähnliche Proteinschicht nicht etabliert. Im geplanten Projekt soll daher der zeitabhängige thrombogene und inflammatorische Signalweg anhand von Oxygenator-Modellen (mit unterschiedlichen Beschichtungen) mit Blut von gesunden Spendern untersucht werden, wobei die sensitive Proteinanalyse (Progenesis LC-MS) verwendet wird. Ebenso werden Oxygenatoren nach Gebrauch am Patienten der gleichen Proteinanalyse unterzogen. Eine anschließende vergleichende Analyse zwischen den Ergebnissen der beiden Versuche soll zusätzliche Erkenntnisse der thrombogenen Einflüsse liefern (z.B. Komorbiditäten der Patienten). Die Erfahrungen aus dieser Grundlagenforschung sollen im Anschluss dazu verwendet werden, die ideale Oxygenator-Oberfläche für eine Langzeitoxygenierung herstellen zu können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2014: Auf dem Weg zur implantierbaren Lunge
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Christian Schlensak; Professor Dr. Hans Peter Wendel