Optogenetische Kontrolle heterozellulärer Effekte zur kardialen Erregung und Arrhythmogenese (C13 (P13))

• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Biochemie ; Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422681845

Mit Hilfe von BiPOLES (optogenetischen Werkzeugen zur bidirektionalen Kontrolle der elektrischen Zellpolarisation) werden wir die Auswirkungen der zyklischen Membrandepolarisation und -repolarisation von Nicht-Myozyten auf deren Struktur und Funktion untersuchen. Solche dynamischen Potenzialveränderungen würden in Nicht-Myozyten auftreten, die elektrotonisch an benachbarte Kardiomyozyten gekoppelt sind; die Folgen rhythmischer Membranpotenzialänderungen auf Nicht-Myozyten sind unbekannt. Darüber hinaus werden wir Effekte von Nicht-Myozyten auf die kardiale Elektrophysiologie in verschiedenen Mausmodellen vergleichen, insbesondere in Mäuseherzen verschiedener Altersstadien und in kardialen Läsionen nach transvers-aortischer Konstriktion. Mit Hilfe von lichtgesteuerten K+-Kanälen und Blaulicht-induzierbaren Genexpressionswerkzeugen, etabliert in der ersten Förderperiode, werden wir untersuchen, ob, und wenn ja, wie hyperpolarisierende Ströme in Fibroblasten oder Makrophagen die Erregbarkeit des Gewebes und die Arrhythmogenese im nativen und läsionierten Herzgewebe modulieren. Wir werden prüfen, ob hyperpolarisierende Licht-induzierte Ströme in Nicht-Myozyten zur Beendigung ventrikulärer Tachyarrhythmien verwendet werden können. Schließlich werden wir zur Vereinfachung und/oder Ausweitung der optogenetischen Kontrolle der Genexpression auf ganze Herzen (zunächst ex vivo, aber längerfristig auch in lebenden Tieren) Instrumente für eine Rotlicht-vermittelteSteuerung der Genexpression in tiefem Gewebe entwickeln, und damit den Weg für eine nicht-invasive Modulation der Narbeneigenschaften in einer zelltypspezifischen und räumlich-zeitlich kontrollierten Weise ebnen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1425: Heterozelluläre Natur von Herzläsionen: Identitäten, Interaktionen, Implikationen
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Teilprojektleiterinnen: Dr. Franziska Schneider-Warme; Professorin Dr. Barbara Di Ventura, Ph.D.