CardiOmics

Die Arbeitsgruppe erforscht unter Anwendung modernster OMICS-Technologieplattformen kardio-chirurgisch relevante Infektionserkrankungen. Im Fokus des wissenschaftlichen Interesse steht insbesondere die infektiöse Endokarditis und die Erarbeitung molekularbiologischer Diagnostikverfahren sowie deren Translation in die klinische Routine. Basierend auf einer verbesserten Diagnostik werden alternative Therapiemethoden evaluiert und neue Interventionsverfahren bis zur klinischen Reife geführt.

Im Besonderen untersucht die Arbeitsgruppe den Zusammenhang zwischen Infektionserkrankungen und molekularen Regulationsmechanismen der Hämostase. Im Spannungsfeld kardio-chirurgischer Interventionsstrategien ist die Diagnose und therapeutische Intervention des Gerinnungssystems von entscheidender Bedeutung. Vorrangig entwickelt die Arbeitsgruppe Diagnostikverfahren zur Wirkungsbestimmung von Faktor X Inhibitoren bzw. Gerinnungsdiagnostika in der Endstrecke der plasmatischen Gerinnung.

Chirurgisch experimentelle Verfahren

  • Bioreaktorentwicklung zur Simulation von Herzklappeninfektionen
  • Entwicklung alternativer Optionen zur Behandlung von lokalen Infektionsherden

Kardio-chiriurgische Infektionsdiagnostik

Genom- und Transkriptomanalysen humaner und mikrobieller Analyten

  • Next Generation Sequencing (Illumina Sequenziersysteme; MiSeq; Ultra-High-Throughput Sequencing System HiSeq 2500)
  • DNA-Capture-Sequenzierungen und DNA-Amplicon-Sequenzierungen

Strukturelle und ultrastrukturelle Untersuchungen von infizierten Geweben

  • Immunhistologische Untersuchungen (Immunfluoreszenz, FACS-Analysen, FISH-Assays)
  • Elektronenmikroskopische Untersuchungen (FIB-SEM, 3-view) Infektionsserologie
  • Nachweis von Antigenen bestimmter Erreger bzw. Antikörpern

Thrombingenerierung

  • Die Bestimmung der Thrombingenerierung mittels Thrombodynamic Test-Assay (HemaCore SA, Route de l'Ile-au-Bois, 1870 Monthey, Schweiz) basiert auf klassischer Fluorimetrie gekoppelt mit zeitauflösender Mikroskopie.

Kardio-chirurgische Infektionserkrankungen

Das Projekt kardio-chirurgische Infektionserkrankungen umfasst die Darstellung des Erregerspektrums infektiöser Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems. Im besonderen Fokus steht die infektiöse Endokarditis (IE), die mit zunehmenden Herzklappeninterventionen an klinischer Relevanz gewinnt. Trotz des jahrhundertwährenden Fortschritts der Medizin haben Patienten mit einer IE eine unverändert schlechte Prognose. Die Arbeitsgruppe entwickelt exemplarisch einen umfassenden Ansatz, der auf Basis von Next-Generation-Sequencing (NGS), Elektronenmikroskopie (EM) und einer Point-of-Care (PoC)-Plattform eine verbesserte Diagnostik bieten und so eine gezielte Therapie und Prävention ermöglichen soll. Ableitend aus den OMICS-basierten Erkenntnissen werden weiterführend immunologisch basierende Assays etabliert und zur klinischen Marktreife gebracht.

Diagnostik der primären und sekundären Hämostase

Das Projekt Diagnostik der primären und sekundären Hämostase fokussiert auf die Etablierung der Thrombingenerierung als ein Instrument des klinischen Monitorings zur sensitiven Erfassung der gesamtplasmatischen Gerinnungskaskade. Die Bestimmung der Endstrecke der plasmatischen Gerinnung ist auch geeignet, um die Faktor-X-Inhibitoren und deren Wirkung auf das Gerinnungssystem hinreichend valide abzubilden. Auf der Basis molekularbiologisch-experimenteller Untersuchungen wird ein Point-of-Care-Assay entwickelt und im Prozess der klinischen Routine validiert.

  • Illumina Sequenzierplattform Hiseq 2500 (Ultra-High-Throughput Sequencing System)
  • Illumina Sequenzierplattform Miseq
  • Microlab STARlet (Hamilton, zur automatisierten Probenvorbereitung für die Sequenzierung)
  • Qiacube (halbautomatisierte Nukleinsäureextraktion und -aufreinigung)
  • Microarrayscanner (Agilent, Affymetrix)
  • Perkin Elmer Labchip GX (Qualitätsbestimmung von Nukleinsäuren, integrierbar in Automatisierung)
  • Perkin Elmer Labchip DS (Quantifizierung von Nukleinsäuren, integrierbar in Automatisierung)
  • Agilent Bioanalyzer (Qualitätsbestimmung von Nukleinsäuren und Proteinen)
  • Nanodrop (Quantifizierung von Nukleinsäuren)
  • Qubit 2.0 (sehr sensitive fluorometrische Quantifizierung spezifischer Nukleinsäuren)
  • Covaris M220 Focused-Ultrasonicator™ (Fragmentierung von Nukleinsäuren, Paraffinentfernung aus FFPE-Proben)
  • Zellsorter / FACS – Für die Durchführung von Selektionsexperimenten an lebenden Zellen und die Validierung der Ergebnisse
  • Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie (Zeiss LSM 710)
  • Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopes (Crossbeam 540)
  • Xradia 810 Ultra

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