Post Stress Treatment

Das vorrangige Ziel bei der Behandlung von Brandwunden besteht darin, so viel Gewebe wie möglich zu erhalten. Das fördert den Heilungsprozess und verbessert die Lebensqualität für die PatientInnen nach der Gesundung. Um zu überleben müssen die Zellen im geschädigten Gewebe den Heat Shock Response aktivieren, einen der wichtigsten Notfallmechanismen. Allerdings zeigen unsere Ergebnisse, dass dieser Signalweg nach Verbrennungen stark verzögert aktiviert wird. In diesem Projekt entwickeln wir daher eine neue Behandlungsmethode für die Therapie von Verbrennungen, das Post Stress Treatment (PST).

Laufzeit: Oktober 2012 bis September 2015

• Heat Shock Response
• Verzögerte Reaktion nach kurzer Hitzeeinwirkung
• Entwicklung der Behandlung „Post Stress Treatment”
• Experimente in Zellkultur und an Fischembryonen

Große Hitze hat verheerende Auswirkungen auf lebende Zellen. Bei Brandverletzungen erfolgt in den Regionen mit den höchsten Temperaturen eine sofortige Lyse. Zellen in der darunter liegenden Schicht können zwar überleben, sind aber durch die Hitze stark beeinträchtigt. Dazu kommt, dass sich das umliegende Gewebe durch verminderte Durchblutung und Ödembildung stark verändert. Zusammen mit Infektionen können diese Bedingungen das Überleben der Zellen dramatisch verschlechtern und schließlich zu einer kompletten Nekrose in dieser Gewebszone führen. Dieses Phänomen ist als Burn Wound Progression (Nachbrennen) bekannt und stellt eine erhebliche Komplikation bei der Behandlung dar. Zusätzlich leiden PatientInnen mit tiefen Verbrennungswunden auch langfristig an einer deutlichen Verschlechterung der Lebensqualität.

Bei der Betrachtung der Schäden auf zellulärer Ebene fällt auf, dass die Hitzeexposition denaturierte Proteine verursacht. Diese blockieren die zellulären Signal- und Synthesewege und stellen daher eine hohe Belastung dar. Wenn die Proteine nicht eliminiert werden, reduzieren sie die Überlebensrate der Zellen dramatisch, besonders während der nachfolgenden Bedingungen der Burn Wound Progression. Die Entfernung denaturierter Proteine erfolgt durch den Heat Shock Response.

Wir haben diesen zellulären Signalweg untersucht und festgestellt, dass er nach kurzer Hitze-Exposition nur langsam aktiviert wird. Als Hypothese haben wir daher eine spezielle Behandlung entwickelt, die wir „Post Stress Treatment” (PST) nennen. Die Idee dieser Methode ist, den verzögerten Heat Shock Response durch eine Behandlung mit geringem Stress nach der Verbrennung zu aktivieren. Obwohl dieses PST bei den Vorversuchen den Gesamtstress für die Zellen deutlich verstärkt hat, konnten wir dennoch eine klare Verbesserung beim Überleben von Fischembryonen nach kurzer Hitze-Exposition zeigen. In diesem Projekt untersuchen wir die Regulation des Heat Shock Signalwegs nach Verbrennungen. Diese Experimente werden in Zellkulturzellen und in Fischembryonen durchgeführt, da sich diese besonders für eine genetische Analyse des Signalwegs eignen. Als Resultat werden wir wichtige Marker des Signalwegs für die nachfolgenden Experimente erhalten. Hauptziel des Projekts ist eine Optimierung des PST für die Behandlung von Verbrennungen.

Cell Based Test Systems

Seit 1. August 2020 lösen fünf interdisziplinäre Forschungsbereiche geltenden Forschungsfelder ab.