Heparanase and macrophage migration inhibitory factor as diagnostic/therapeutic targets in trauma and hemorrhagic shock - associated multiple organ failure

Klinik für Operative Intensivmedizin und Intermediate Care , Medizinische Fakultät, RWTH Aachen University

PI: PD Dr. med. Lukas Martin, MHBA

Forschungsschwerpunkte:
Sepsis und Inflammation
Multiorganversagen
Digitale Medizin 
Künstliche Intelligenz
Telemedizin

Publikationen Martin
Mail: lmartin@ukaachen.de 

Co-PI: Univ.-Prof. Dr. med. Gernot Marx, FRCA 

Direktor Klinik für Operative Intensivmedizin und Intermediate Care 

Forschungsschwerpunkte:
Sepsis 
Volumentherapie 
Qualitätssicherung der intensivmedizinischen Therapie 
Vernetzte Gesundheitsversorgung 
Telemedizin 
Digitalisierung  

Publikationen Marx
Mail: gmarx@ukaachen.de 

Dr. rer. medic. Elisabeth Zechendorf

Scientist 
PostDoc 

Forschungsschwerpunkte:
septische Kardiomyopathie
antimikrobielle Peptide 
MIF und Heparanase als therapeutische Zielstrukturen im Trauma 
Translationale Forschung 
Geschlechtsspezifische Medizin in kritisch kranken Patientinnen und Patienten 

Publikationen Zechendorf
Mail: ezechendorf@ukaachen.de 

Dr. rer. nat. Sandra Kraemer 

Scientist
PostDoc 

Forschungsschwerpunkte:
extrazellulären Vesikel antimikrobielle Peptide
MIF und Heparanase als therapeutische Zielstrukturen im Trauma
Translationale Forschung
Geschlechtsspezifische Medizin in kritisch kranken Patientinnen und Patienten 

Publikationen Kraemer
Mail: skraemer@ukaachen.de 

Verletzungen mit multiplen Traumata sind eine der führenden Todesursachen weltweit und führen zu 4,8-5 Millionen Todesfällen pro Jahr. Eine der häufigsten Folgen bei Polytrauma ist das Multiorganversagen (MOF), das für 51-61 % aller Todesfälle bei Traumata verantwortlich ist. Die systemische Entzündung nach einem Trauma wird durch eine Vielzahl von Faktoren, wie einer schlechten Sauerstoffversorgung sowie der Freisetzung von DAMPS (damage associated molecular patterns), die durch eine Gewebeverletzung verursacht werden, ausgelöst. Heparanase setzt nach sterilen oder infektiösen Insulten spezifisch Heparansulfat (HS)-Fragmente frei, was zu einer Degradation der endothelialen Glykokalyx und einer erhöhten Gefäßpermeabilität führt. Das proinflammatorische Zytokin MIF (macrophage migration inhibitory factor) ist mit lokaler oder systemischer Entzündung assoziiert und erhöhte MIFPlasmaspiegel korrelieren mit einem schlechten Outcome bei Patienten mit Sepsis, systemischem inflammatorischem ResponseSyndrom (SIRS) und anderen kritischen Erkrankungen. 

In unseren eigenen Vorarbeiten haben wir zwei Schlüsselfamilien identifiziert, die an der Pathogenese von kritischen Erkrankungen beteiligt sind: MIF und Heparanase. Wir konnten zeigen, dass Polytrauma-Patienten bei Ankunft in der Notaufnahme signifikant erhöhte MIF-Spiegel aufwiesen. Ähnliche Befunde konnten in einem murinen hämorrhagischen Schock Modell nachgewiesen werden. Die Behandlung mit dem MIF-Inhibitor ISO-1 reduzierte die MIF-Spiegel signifikant und milderte die Organschäden und den Blutdruckabfall ab. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass die Heparanase-Aktivität und die HS-Serumspiegel bei Patienten mit septischem Schock im Vergleich zu gesunden Probanden signifikant erhöht waren. 

Unklar ist jedoch, wie das MIF- und das Heparanase-System bei Traumapatienten interagieren. Ziel dieses Projektes ist es, das Verständnis der Kinetik und der klinischen Relevanz dieser Familien bei Polytrauma zu verbessern und mögliche Signalwege aufzuklären, die für die protektiven Effekte der MIF-Inhibition verantwortlich sind. 

Kooperationspartner