Group leader:

Dr. rer. nat. Heidrun Deissler

Prof. Dr. med. Armin Wolf

Members:

Lucian Amthor

Nadine Gubernath

Jaqueline Hallitsch

Paul Schlegel

Christiane Schmitt

Alumni:

Stefan Johann Lang

Eva-Maria Kuhn

Anja Jäckle

Research activities

Disturbances of the inner retinal blood barrier formed mainly by retinal endothelial cells can be induced in many ways, often including action of the growth factor VEGF-A. A potential consequence of barrier impairment is the development of sight-threatening macular edema. These can be the result of diabetic retinopathy or retinal vein occlusion, both accompanied by an increased expression of VEGF-A. Accordingly, targeting VEGF-A by intravitreal injections of VEGF-A-binding proteins is an established therapeutic option highly beneficial to patients in many although not all cases. As a reliable in vitro-model we are using the world-wide unique stable cell line iBREC – authentic immortalized endothelial cells of the bovine retina – which was generated and established by our group. Based on our activities over the last 17 years, ongoing research is still focused on the mechanisms of action of the growth factor VEGF-A and related members of this protein family, and on counteracting their pathogenic potential with therapeutic VEGF-binding proteins, i.e. ranibizumab, bevacizumab, aflibercept and brolucizumab. Aims of these studies also include assessment of alternative treatment strategies, such as inhibition of intracellular signaling pathways, and evaluation of potential side effects of established and novel drugs. These investigations are not restricted to drugs used to treat ocular diseases, but involve also substances like sitagliptin of which systemic effects might include interference with retinal function. Another emerging field of research is the investigation of the roles of different cytokines on endothelial-mesenchymal transition, a process likely to be involved in the development of epiretinal membranes, as observed in diabetic retinopathy.

Forschungsaktivitäten

Störungen der inneren Blut-Retina-Schranke, die unter anderem von den retinalen Endothelzellen gebildet wird, können verschiedene Ursachen haben, werden aber sehr oft durch Wirkung des Wachstumsfaktors VEGF-A hervorgerufen. Eine mögliche Folge einer Schrankenstörung ist die Entstehung eines den Visus bedrohenden Makulaödems. Dieses kann als Folge einer diabetischen Retinopathie oder eines retinalen Venenverschlusses auftreten, in beiden Fällen häufig verbunden mit einer erhöhten Expression von VEGF-A. Durch intravitreale Injektion VEGF-bindender Proteine dieser Fehlregulation entgegenzuwirken, hat sich als eine in vielen, wenn auch nicht allen Fällen wirksame Therapie bewährt. Um diese Vorgänge in einem in vitro-System untersuchen zu können, haben wir vor einigen Jahren mit iBREC die bis heute weltweit einzige Zelllinie authentischer immortalisierter retinaler Endothelzellen (vom Rind) hergestellt und als Modell etabliert. Basierend auf unseren über 17 Jahre durchgeführten Arbeiten liegt auch weiterhin der Schwerpunkt unserer Untersuchungen darauf, den Wirkmechanismus von VEGF-A und verwandter Proteine, und deren Hemmung mit VEGF-A-bindenden Proteinen wie Ranibizumab, Bevacizumab, Aflibercept oder Brolucizumab besser zu verstehen. Dabei ist es uns nicht nur wichtig, neue Angriffspunkte für die Therapie, z.B. durch Hemmung intrazellulärer Signalwege, zu finden, sondern auch mögliche Nebenwirkungen bereits eingesetzter und neuer Therapeutika zu bestimmen. Diese Untersuchungen beschränken sich nicht auf Medikamente zur Behandlung von Augenerkrankungen, sondern betreffen auch solche (wie Sitagliptin), deren systemische Wirkungen die Funktion der Retina beeinträchtigen könnten. Ein weiteres bearbeitetes Forschungsgebiet ist die Untersuchung der Rolle verschiedener Zytokine bei der Regulation des Übergangs von endothelialem zu mesenchymalem Phänotyp, einem Prozess, der wahrscheinlich zur Entstehung epiretinaler Membranen, z.B. bei einer diabetischen Retinopathie, beiträgt.