Perioperative Pathophysiologie
AG Kalff
Prof. Dr. med. Jörg C. Kalff
Projektleiter
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Priv.-Doz. Dr. med. Philipp Lingohr
Leitender Oberarzt
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Priv.-Doz. Dr. med. Tim Vilz
Oberarzt
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Dr. med. Gun-Soo Hong
Fachärztin
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Dr. med. Nils Sommer
Facharzt
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Dr. med. Jonas Dohmen
Facharzt für Viszeralchirurgie
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Mariola Lysson
Biologisch-Technische Assistentin
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Forschungsthemen
In Folge von operativen Eingriffen im Abdomen kommt es bei Patienten häufig zu funktionalen Beeinträchtigungen des Gastrointestinaltrakts. Diese zeigt sich klinisch überwiegend in einer, über Tage anhaltenden Lähmung der Darmmotilität. Zwar konnten in den letzten Jahren durch intensive Forschung Fortschritte in Prävention und Behandlung des so genannten postoperativen Ileus (POI) erzielt werden, doch führt diese Komplikation weiterhin zu einer erhöhten Infektionsrate, verlängertem Krankenhausaufenthalt und somit zu erheblichen Kosten.
Es ist bekannt, dass sowohl neurogene Abläufe als auch die Aktivierung des Immunsystems einen entscheiden Rolle in der Pathophysiologie des POI spielen. Hierbei lösen residente Immunzellen wie Makrophagen und Mastzellen aber auch dendritische Zellen und T-Lymphozyten eine Entzündungskaskade aus, die sich im Folgenden über den gesamten Magen-Darmtrakt erstrecken kann. In früheren Studien konnten wir bereits zeigen, dass an dieser Entzündungsreaktion primär Makrophagen in der Muskelschicht des Darms beteiligt sind. Darüber hinaus zeigen Mastzell-defiziente Mäuse eine verminderte Entzündungsreaktion und damit einhergehend eine signifikant verbesserte Darmmotilität nach einem Trauma. Eine weitere wichtige Rolle vor allem in der initialen Phase des POI spielt die komplexe Innervierung des Darms. Kurze Zeit nach einem Trauma wird eine Vielzahl von sowohl afferenten als auch efferenten Nerven aktiviert. Da insbesondere Mastzellen im Abdomen eng mit Nervenendigungen assoziiert sind, könnte hier eine nervale Aktivierung des lokalen Immunsystems eine Entzündungskaskade auslösen.
Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es die ursächlichen Mechanismen in der Frühphase des POI weiter aufzudecken. Hierbei liegt der Fokus des Interesses auf der Klärung der zeitlichen und kausalen Abfolge der nervalen bzw. immunologischen Entzündungsaktivierung. Insbesondere soll die komplexe Interaktion zwischen vegetativem Nervensystem und den Immunozyten des Darms (Mastzellen und Makrophagen) im Traumamodell untersucht werden. Des Weiteren soll der Frage nachgegangen werden, welche Zelle ursächlich die Entzündungskaskade initiiert und welche Rolle die mukosale Integrität beim POI spielt.
Neben der oben genannten grundlagenwissenschaftlichen Erforschung der molekularen und zellulären Ursachen des POI, suchen wir in einer Patientenstudie nach einem klinisch relevanten Biomarker im Blut. Dieser soll in Zukunft Aussagen über die Inzidenz und den Schweregrad einer postoperativen Motilitätsstörung insbesondere in der Frühphase nach einem viszeralchirurgischen Eingriff erlauben und ist ein kritischer Parameter zur Evaluation therapeutischer Ansätze zur Prävention des POI.
Zur Prophylaxe des POI untersuchen wir derzeit einen Wirkstoff der selektiv die Aktivierung von Makrophagen in der Darmwand verhindert. Als Konsequenz vielversprechender präklinischer in vitro und in vivo Studien sowie einer erfolgreichen klinischen Phase I Studie soll dieser Wirkstoff in einer Phase II Studie nun an operierten Patienten auf seine Wirksamkeit zur Prophylaxe der POI untersucht werden.
Anastomoseinsuffizienzen stellen eine häufige, postoperative Komplikation dar, welche zu erhöhter Mortalität und Morbidität führt. Unsere Arbeitsgruppe untersucht die grundlegenden zellbiologischen und molekularen Mechanismen der Heilung von Darmanastomosen. Hierbei konnte bereits gezeigt werden, dass eine medikamentöse Prophylaxe des POI durch Inhibition von Muskularis-Makrophagen (s.o.) keinerlei negative Auswirkungen auf die Heilungsprozesse der Darmanastomose hat.
