@article{WagnerSadekDybkovaetal.2021,
  author    = {Wagner, Michael and Sadek, Mirna S. and Dybkova, Nataliya and Mason, Fleur E. and Klehr, Johann and Firneburg, Rebecca and Cachorro, Eleder and Richter, Kurt and Klapproth, Erik and Kuenzel, Stephan R. and Lorenz, Kristina and Heijman, Jordi and Dobrev, Dobromir and El-Armouche, Ali and Sossalla, Samuel and K{\"a}mmerer, Susanne},
  title     = {Cellular mechanisms of the anti-arrhythmic effect of cardiac PDE2 overexpression},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {22},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {9},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms22094816},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-285888},
  year      = {2021},
  abstract  = {Background: Phosphodiesterases (PDE) critically regulate myocardial cAMP and cGMP levels. PDE2 is stimulated by cGMP to hydrolyze cAMP, mediating a negative crosstalk between both pathways. PDE2 upregulation in heart failure contributes to desensitization to β-adrenergic overstimulation. After isoprenaline (ISO) injections, PDE2 overexpressing mice (PDE2 OE) were protected against ventricular arrhythmia. Here, we investigate the mechanisms underlying the effects of PDE2 OE on susceptibility to arrhythmias. Methods: Cellular arrhythmia, ion currents, and Ca\(^{2+}\)-sparks were assessed in ventricular cardiomyocytes from PDE2 OE and WT littermates. Results: Under basal conditions, action potential (AP) morphology were similar in PDE2 OE and WT. ISO stimulation significantly increased the incidence of afterdepolarizations and spontaneous APs in WT, which was markedly reduced in PDE2 OE. The ISO-induced increase in I\(_{CaL}\) seen in WT was prevented in PDE2 OE. Moreover, the ISO-induced, Epac- and CaMKII-dependent increase in I\(_{NaL}\) and Ca\(^{2+}\)-spark frequency was blunted in PDE2 OE, while the effect of direct Epac activation was similar in both groups. Finally, PDE2 inhibition facilitated arrhythmic events in ex vivo perfused WT hearts after reperfusion injury. Conclusion: Higher PDE2 abundance protects against ISO-induced cardiac arrhythmia by preventing the Epac- and CaMKII-mediated increases of cellular triggers. Thus, activating myocardial PDE2 may represent a novel intracellular anti-arrhythmic therapeutic strategy in HF.},
  language  = {en}
}
@article{LorenzRosner2022,
  author    = {Lorenz, Kristina and Rosner, Marsha Rich},
  title     = {Harnessing RKIP to combat heart disease and cancer},
  series = {Cancers},
  volume    = {14},
  journal   = {Cancers},
  number    = {4},
  issn      = {2072-6694},
  doi       = {10.3390/cancers14040867},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-262185},
  year      = {2022},
  abstract  = {Cancer and heart disease are leading causes of morbidity and mortality worldwide. These diseases have common risk factors, common molecular signaling pathways that are central to their pathogenesis, and even some disease phenotypes that are interdependent. Thus, a detailed understanding of common regulators is critical for the development of new and synergistic therapeutic strategies. The Raf kinase inhibitory protein (RKIP) is a regulator of the cellular kinome that functions to maintain cellular robustness and prevent the progression of diseases including heart disease and cancer. Two of the key signaling pathways controlled by RKIP are the β-adrenergic receptor (βAR) signaling to protein kinase A (PKA), particularly in the heart, and the MAP kinase cascade Raf/MEK/ERK1/2 that regulates multiple diseases. The goal of this review is to discuss how we can leverage RKIP to suppress cancer without incurring deleterious effects on the heart. Specifically, we discuss: (1) How RKIP functions to either suppress or activate βAR (PKA) and ERK1/2 signaling; (2) How we can prevent cancer-promoting kinase signaling while at the same time avoiding cardiotoxicity.},
  language  = {en}
}
@article{BoivinBeyersdorfPalmetal.2015,
  author    = {Boivin, Val{\´e}rie and Beyersdorf, Niklas and Palm, Dieter and Nikolaev, Viacheslav O. and Schlipp, Angela and M{\"u}ller, Justus and Schmidt, Doris and Kocoski, Vladimir and Kerkau, Thomas and H{\"u}nig, Thomas and Ertl, Georg and Lohse, Martin J. and Jahns, Roland},
  title     = {Novel Receptor-Derived Cyclopeptides to Treat Heart Failure Caused by \(Anti-β_1-Adrenoceptor\) Antibodies in a Human-Analogous Rat Model},
  series = {PLoS One},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {2},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0117589},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126028},
  pages     = {e0117589},
  year      = {2015},
  abstract  = {Despite recent therapeutic advances the prognosis of heart failure remains poor. Recent research suggests that heart failure is a heterogeneous syndrome and that many patients have stimulating auto-antibodies directed against the second extracellular loop of the \(β_1\) adrenergic receptor \((β_1EC2)\). In a human-analogous rat model such antibodies cause myocyte damage and heart failure. Here we used this model to test a novel antibody-directed strategy aiming to prevent and/or treat antibody-induced cardiomyopathy. To generate heart failure, we immunised n = 76/114 rats with a fusion protein containing the human β1EC2 (amino-acids 195-225) every 4 weeks; n = 38/114 rats were control-injected with 0.9\% NaCl. Intravenous application of a novel cyclic peptide mimicking \(β_1EC2\) (\(β_1EC2-CP\), 1.0 mg/kg every 4 weeks) or administration of the \(β_1-blocker\) bisoprolol (15 mg/kg/day orally) was initiated either 6 weeks (cardiac function still normal, prevention-study, n = 24 (16 treated vs. 8 untreated)) or 8.5 months after the 1st immunisation (onset of cardiomyopathy, therapy-study, n = 52 (40 treated vs. 12 untreated)); n = 8/52 rats from the therapy-study received \(β_1EC2-CP/bisoprolol\) co-treatment. We found that \(β_1EC2-CP\) prevented and (alone or as add-on drug) treated antibody-induced cardiac damage in the rat, and that its efficacy was superior to mono-treatment with bisoprolol, a standard drug in heart failure. While bisoprolol mono-therapy was able to stop disease-progression, \(β_1EC2-CP\) mono-therapy -or as an add-on to bisoprolol- almost fully reversed antibody-induced cardiac damage. The cyclo¬peptide acted both by scavenging free \(anti-β_1EC2-antibodies\) and by targeting \(β_1EC2\)-specific memory B-cells involved in antibody-production. Our model provides the basis for the clinical translation of a novel double-acting therapeutic strategy that scavenges harmful \(anti-β_1EC2-antibodies\) and also selectively depletes memory B-cells involved in the production of such antibodies. Treatment with immuno-modulating cyclopeptides alone or as an add-on to \(β_1\)-blockade represents a promising new therapeutic option in immune-mediated heart failure.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nickel2008,
  author    = {Nickel, Florian},
  title     = {UCP2 und DIPP2alpha als differentiell exprimierte Kandidatengene in einem murinen Modell der Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34502},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Herzinsuffizienz ist eine der f{\"u}hrenden Todesursachen weltweit. Eine auf die neurohumorale Aktivierung zugeschnittene Therapie mit ACE-Hemmern bzw. Angiotensin-Rezeptorantagonisten, Betablockern, Aldosteronantagonisten und Diuretika verbessert zwar die Symptomatik und Prognose. Letztere ist bei Diagnosestellung jedoch immer noch schlechter als die vieler maligner Erkrankungen einzusch{\"a}tzen. Ziel ist daher die Entwicklung von Medikamenten, die den Krankheitsverlauf des Syndroms Herzinsuffizienz aufhalten bzw. umkehren. Ein Ansatz ist dabei die Analyse sogenannter Kandidatengene, die im kranken Herzen differentiell exprimiert werden und potentiell medikament{\"o}s beeinflussbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zwei solcher Kandidatengene charakterisiert. M{\"a}use mit kardialer {\"U}berexpression b1-adrenerger Rezeptoren entwickeln eine Herzinsuffizienz mit kardialer Hypertrophie und Fibrose. In Gen Arrays mit 21000 Maus-ESTs zeigten sich unter anderem die Gene des Uncoupling Protein 2 (UCP2) und der Diphosphoinositol-Polyphosphat-Phosphohydrolase 2 alpha (DIPP2a) aktiviert. Diese Befunde wurden zun{\"a}chst mittels RNase Protection Assay und RT-PCR best{\"a}tigt. Auch andere murine Herzinsuffizienzmodelle wurden untersucht. So ließ sich ebenfalls im druckinduzierten Herzinsuffizienzmodell nach artifizieller Aortenstenose sowie im b2-AR {\"u}berexprimierenden Herzen eine erh{\"o}hte Konzentration von UCP2- und DIPP2a-mRNA messen. Um zu pr{\"u}fen, ob diese differentielle mRNA-Expression delet{\"a}re oder protektive Effekte vermittelt, wurden jeweils transgene Mauslinien mit herzspezifischer {\"U}berexpression von UCP2 und DIPP2a generiert. Die Linie UCP2-TG1 mit hoher {\"U}berexpression sowie ein Gr{\"u}nder-Tier der UCP2-transgenen M{\"a}use entwickelten eine Herzinsuffizienz mit vergr{\"o}ßertem Herzen, linksventrikul{\"a}rem Pumpversagen, interstitieller Fibrose und typischen Ver{\"a}nderungen der molekularen Marker ANF und SERCA. Zudem fanden sich dilatierte Vorh{\"o}fe sowie eine bradykarde Herzrhythmusst{\"o}rung. UCP2 ist ein Entkoppler der oxidativen Phosphorylierung im Mitochondrium. Im energieintensiven Stoffwechsel des Myokards k{\"o}nnte eine durch UCP2 reduzierte ATP-Synthese zu den genannten Ver{\"a}nderungen f{\"u}hren. F{\"u}r UCP2 wurden auch protektive Eigenschaften durch das Abfangen freier Radikale beschrieben. Die Linie UCP2-TG3 mit niedrigerem {\"U}berexpressionsniveau und ohne kardialen Ph{\"a}notyp wurde deshalb einem Aortic banding unterzogen, wo sich in der {\"U}berlebenskurve kein protektiver oder delet{\"a}rer Effekt einer moderat vermehrten Entkopplung im Vergleich zum Wildtyp zeigte. In drei unabh{\"a}ngigen Linien transgener M{\"a}use mit herzspezifischer {\"U}berexpression von DIPP2a ließ sich morphometrisch eine kardiale Hypertrophie nachweisen. Die Linie DIPP2a-TG9 mit dem h{\"o}chsten {\"U}berexpressionsniveau zeigte zudem eine kardiale Fibrose sowie unter Dobutamin eine verminderte kardiale Kontraktilit{\"a}tsreserve im Vergleich zum Wildtypen. DIPP-Proteine hydrolysieren Inositolphosphate und Nukleosiddiphosphate und greifen so in zentrale Stoffwechselvorg{\"a}nge ein, die im einzelnen noch nicht gekl{\"a}rt sind. Es konnte hier im Mausmodell gezeigt werden, dass UCP2 und DIPP2a zwei f{\"u}r die Entwicklung einer Herzinsuffizienz relevante Zielproteine darstellen. Geplant ist die weitere Aufkl{\"a}rung der beteiligten Mechanismen, um diese letztlich auch therapeutisch beeinflussen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {UCP2-Protein},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Engelhardt2001,
  author    = {Engelhardt, Stefan},
  title     = {Transgene Mausmodelle zur Charakterisierung der Funktion kardialer beta-adrenerger Rezeptoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181950},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion kardialer beta-adrenerger Rezeptoren mit Hilfe einer Kombination aus transgenen Mausmodellen und physiologischen und molekularbiologischen Methoden untersucht. Durch gezielte {\"U}berexpression des humanen beta1-adrenergen Rezeptors im Herzen transgener M{\"a}use konnte gezeigt werden, daß die chronische Aktivierung dieses Rezeptors eine trophische Wirkung auf die Herzmuskelzellen hat. {\"U}ber einen Zeitraum von mehreren Monaten f{\"u}hrte dies zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz. In der menschlichen Herzinsuffizienz kommt es zu einem {\"a}hnlichen Ph{\"a}nomen: Durch deutlich erh{\"o}hte Freisetzung von endogenen Katecholaminen kommt es zu einer chronischen Dauerstimulation kardialer beta1-adrenerger Rezeptoren. Daß diese sch{\"a}dlich ist belegen das hier beschriebene Mausmodell und zudem einige neuere klinische Studien, die zeigen daß eine pharmakologische Blockade beta-adrenerger Rezeptoren zu einer Verminderung der Herzinsuffizienzmortalit{\"a}t f{\"u}hrt. Dieses Mausmodell erlaubte es erstmals den beta1-adrenergen Rezeptor hinsichtlich seiner spontanen Rezeptoraktivit{\"a}t in einem physiologischen Modell zu untersuchen. Dabei zeigte sich, daß der humane beta1-adrenerge Rezeptor spontane Aktivit{\"a}t aufweist, jedoch in einem deutlich geringeren Ausmaß als der beta2-adrenerge Rezeptor. Dies k{\"o}nnte klinisch relevant sein, da klinisch verwendete beta-Rezeptor-Antagonisten die spontane Aktivit{\"a}t des beta1-adrenergen Rezeptors in unserem Modell unterschiedlich stark unterdr{\"u}ckten. In der vorliegenden Arbeit wurde zudem untersucht, ob sich die beiden kardial exprimierten Beta-Rezeptor-Subtypen Beta1 und Beta2 hinsichtlich ihrer Signaltransduktion unterscheiden. Ausgehend von dem Befund, daß die chronische Aktivierung der beiden Subtypen in transgenen Mausmodellen zu deutlich unterschiedlichen Ph{\"a}notypen f{\"u}hrt, wurden verschiedene intrazellul{\"a}re Signalwege auf ihre Aktivierung hin {\"u}berpr{\"u}ft. Abweichend von publizierten, in vitro nach kurzzeitiger Rezeptorstimulation erhobenen Daten zeigte sich, daß die chronische Aktivierung der Rezeptorsubtypen zu einer unterschiedlichen Aktivierung der kardialen MAP-kinasen (ERK) f{\"u}hrt. Die beta1-spezifische Aktivierung dieser Kinasen k{\"o}nnte die beobachtete unterschiedliche Hypertrophieentwicklung in diesen beiden Mausmodellen erkl{\"a}ren. Einen weiteren Schwerpunkt bei der Aufkl{\"a}rung des Mechanismus beta-adrenerg induzierter Hypertrophie bildete die Untersuchung der zellul{\"a}ren Calcium-hom{\"o}ostase. Als fr{\"u}heste funktionelle Ver{\"a}nderung in der Entwicklung einer beta-adrenerg induzierten Herzhypertrophie und -insuffizienz trat dabei eine St{\"o}rung des intrazellul{\"a}ren Calciumtransienten auf. Als m{\"o}glicher Mechanismus f{\"u}r die St{\"o}rung des Calciumhaushalts konnte eine zeitgleich auftretende ver{\"a}nderte Expression des Calcium-regulierenden Proteins Junctin beschrieben werden. Einen neuen therapeutischen Ansatz f{\"u}r die Therapie der Herzinsuffizienz k{\"o}nnten schließlich vielleicht die Untersuchungen zum kardialen Na/H-austauscher ergeben: Es konnte erstmals gezeigt werden, daß der kardiale Na/H-Austauscher maßgeblich an der beta-adrenerg induzierten Herzhypertrophie- und Fibrose-entstehung beteiligt ist und daß die pharmakologische Inhibition dieses Proteins sowohl Hypertrophie als auch die Fibrose wirksam unterdr{\"u}cken kann.},
  subject      = {Beta-Rezeptor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brede2001,
  author    = {Brede, Marc},
  title     = {Kardiovaskul{\"a}re Ph{\"a}notypisierung von Angiotensin II AT2-Rezeptor- und adrenergen Rezeptor-"Knockout"-M{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1179726},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die Deletion des AT2-Rezeptors (AT2-KO) f{\"u}hrt zu erh{\"o}hter Blutdruckempfindlichkeit und vaskul{\"a}rer Hypertrophie durch Aktivit{\"a}tszunahhme der P70S6-Kinase. Die Vasodilatation von Blutgef{\"a}ßen wird maßgeblich durch beta1-adrenerge Rezeptoren vermittelt. Die Deletion von alpha2-adrenergen Rezeptoren (alpha2-KO) f{\"u}hrt zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz nach Aortenstenose. Der Mortalit{\"a}tanstieg ist mit erh{\"o}hten Plasmanoradrenalin-Spiegeln (a2A-KO), bzw. Plasmaadrenalin-Spiegeln (a2C-KO) assoziiert.},
  language  = {de}
}