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DFG project G:(GEPRIS)575059640

Zusammenhang zwischen gestörtem Glukosestoffwechsel im Knochenmark und beeinträchtigter Immunantwort bei entzündlichen Erkrankungen

CoordinatorDr. Kian Marjani
Grant period2025 -
Funding bodyDeutsche Forschungsgemeinschaft
 DFG
IdentifierG:(GEPRIS)575059640

Note: Das Knochenmark (KM) ist als Produktionsort der Blut- und Immunzellen (Hämatopoese) zentral für die Immunantwort. Ruhende Blutstammzellen decken ihren Energiebedarf im sauerstoffarmen KM typischerweise mittels anaerober Glykolyse. Bei akutem Stress, wie einem ST-Hebungs-Myokardinfarkt (STEMI), oder bei chronischen Entzündungen wird die Hämatopoese jedoch stark aktiviert, um den erhöhten Zellbedarf zu decken. Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes mellitus (T2D) können diese empfindlichen Prozesse stören und die Immunantwort negativ beeinflussen. Eigene MRT-Vorarbeiten belegen nach einem STEMI bereits eine Reaktion im sternalen-KM, messbar als erhöhte T2-Relaxationszeiten. Die den Veränderungen zugrundeliegenden Stoffwechselvorgänge konnten jedoch bislang nicht-invasiv nicht untersucht werden, da gängige Verfahren wie das MRT keine Stoffwechselinformationen liefern und die PET-CT mit Strahlenbelastung verbunden ist. Dieses Forschungsvorhaben wird daher erstmals die innovative, strahlungsfreie Deuterium-Magnetresonanz-Spektroskopie (²H-MRS) einsetzen, um den Glukosestoffwechsel im menschlichen KM zu untersuchen. Die Technik verfolgt den Abbau von oral verabreichtem, mit Deuterium markiertem Zucker zu wichtigen Metaboliten wie Laktat (anaerob) und Glutamin/Glutamat (aerob). Während die Technik in Organen wie Gehirn und Leber etabliert ist, stellt ihre Anwendung im KM aufgrund dessen heterogener Zusammensetzung eine neue technische Herausforderung dar. Die Ziele des Projekts sind klar definiert. Zunächst soll die ²H-MRS-Methode im gut zugänglichen Oberschenkelknochen gesunder Probanden etabliert werden, sowohl in Ruhe als auch nach standardisierter körperlicher Belastung. Anschließend wird der Einfluss von Alter und chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis und T2D auf den KM-Stoffwechsel untersucht. Zuletzt wird die Technik auf das Sternum übertragen. Hierbei ist das Ziel, dessen metabolische Aktivierung nach einem Herzinfarkt zu charakterisieren und eine mögliche direkte Kommunikationsachse zwischen Brustbein und Herz (eine „sterno-kardiale Achse“) zu erforschen. Das Projekt soll grundlegende Einblicke in das komplexe Zusammenspiel von Stoffwechsel, Immunsystem und Herz-Kreislauf-Erkrankungen liefern. Die nicht-invasive Visualisierung des KM-Energiestoffwechsels könnte eine bessere Risikoabschätzung für Patienten ermöglichen und die Basis für neue, gezielte Therapieansätze schaffen.
   

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 Record created 2025-11-21, last modified 2025-11-21
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