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Carolin Hoffrogge
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Projekte mit Tieren

Niedrigenergie-Defibrillation am Herzen - Forschungsgruppe Luther

Erkrankungen des Herzens, allen voran die chronische ischämische Herzkrankheit und der akute Myokardinfarkt, gehören zu den führenden Todesursachen in den industrialisierten Ländern und machen jährlich schon mehr als 100.000 Todesfälle in Deutschland aus. Dabei tritt der plötzliche Herztod für den Patienten meist unerwartet und plötzlich auf und ist die Folge einer sich schnell ausbreitenden elektromechanischen Fehlfunktion des Herzens. Die elektrische Erregung, die die Pumpaktivität des Herzens antreibt, driftet hierbei ins Chaos und breitet sich in spiralförmigen Wellen im Herzmuskel aus. Es kommt zum sogenannten Kammerflimmern. Doch medikamentöse Behandlungen, bis auf die Betablocker, können hier trotz langjähriger Entwicklungsphasen nicht präventiv angewendet werden. Gegen das Kammerflimmern gehen Herzmediziner mit der Defibrillation vor: Dabei wird ein starker elektrischer Schock ausgelöst, der die Ausbreitung der spiralförmigen Wellen stoppt. Der Herzrhythmus kann dann wieder in seinen geregelten Takt zurückkehren. So effektiv die Stromstöße sind – sie werden von den Patienten als äußerst schmerzhaft empfunden. Zudem kann dabei das umliegende Gewebe geschädigt werden. Diese Nebenwirkungen sind auch der Grund, warum sich viele Patienten gegen einen implantierbaren Lebensretter entscheiden. Unsere  Forscher setzen daher auf eine andere Methode: sie entwickeln die Niedrigenergie-Defibrillation, die mit deutlich niedrigeren Energien auskommt und sich bereits in ersten Tiermodellen  bewährt hat. Diese schonendere Methode zur energiereduzierten Terminierung von Arrhythmien und der daraus resultierenden Reduktion von Gewebeschäden würde eine immense Verbesserung der Therapieform und –akzeptanz beim Patienten darstellen.

Der Einsatz eines klinisch relevanten Tiermodells ist eine notwendige Voraussetzung für die Weiterentwicklung und Translation von niedrigenergetischen Defibrillationstechniken in der klinischen Anwendung. Um diese Methode für die therapeutische Anwendung am Menschen zu evaluieren, ist es essenziell, Versuche am ganzen und funktionsfähigen Herzen durchzuführen. Dabei steht sowohl die anatomische und physiologische Situation als auch die optimale Elektrodenkonfiguration in situ (im Körper) im Vordergrund. Aus diesem Grund können wir für die Versuche, die sich mit einer schnellen und effizienten Umsetzung von präklinischer Forschung in die medizinische Anwendung beschäftigen, leider nicht auf Zellkulturen oder Labornager wie Mäuse und Ratten zurückgreifen. Da Schweine eine große anatomische und physiologische Ähnlichkeit zum Menschen aufweisen, arbeiten wir für unsere präklinischen Versuche  mit Göttinger Minipigs. Denn beim Schwein ist die Gefäßanatomie der Koronargefäße  zu circa  90% der humanen Bevölkerung ähnlich. Dies einbeziehend sind pathophysiologische Reaktionen von Schweinen eher auf den Menschen übertragbar als es bei anderen Labortieren der Fall wäre.

Neuronale Netze - MPRG Priesemann

Um die Informationsverarbeitung in neuronalen Netzen zu verstehen, kombinieren wir Theorie, Simulation und Analyse von neuronalen Daten. Während uns Theorie und Simulation grundlegende Erkenntnisse über mögliche Prinzipien erlauben, sind es nur die experimentellen Daten, die schlussendlich beantworten können, welche der Prinzipien das Gehirn selbst nutzt. Hier können wir häufig Daten nutzen, die bereits zu anderen Zwecken erhoben worden sind (recycle als fünftes R Prinzip). Solche Daten sind auf Datasharing-Platformen leicht zugänglich (z.B. CRCNS.org). Das Recycling von Daten ist für unsere Projekte möglich, weil unsere neu entwickelten Analysemethoden und theoretischen Vorhersagen eine neue Perspektive auf schon vorhandene Daten erlauben und so neue Erkenntnis generieren. Aber natürlich hat auch dies seine Grenzen. Um neue Daten zu erheben, nutzen wir vornehmlich in vitro Experimente bzw. Messungen in Invertebraten (wirbellose Tiere) wie der Drosophila. Um Erkenntnisse über höhere kognitive Prozesse zu erlangen, ist eine Zusammenarbeit mit Primatenforschern allerdings unumgänglich und wir nutzen diese Möglichkeiten wann immer die anderen Ansätze nicht zielführend sind. 

 
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