Untersuchung und Etablierung neuer experimenteller Modelle für strahleninduzierte Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Epidemiologische Evidenz belegt ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) bei Dosen und Dosisraten, die viel niedriger sind als bisher angenommen. Die involvierten molekularen Mechanismen sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen von CVD nach Bestrahlung wird die Identifizierung und quantitative Erfassung von Zielmolekülen und pathologischen Prozessen ermöglichen, die für die Bewertung von Strahlungsrisiken relevant sind. Da menschliche Proben für biologische Studien nur schwer verfügbar sind, basieren aktuelle Forschungen auf gut etablierten In-vitro- (zellbasierten) und In-vivo- (tierbasierten) Modellen. Diese Ansätze sind jedoch begrenzt in ihrer Fähigkeit, die Komplexität der Strahlenwirkung auf das kardiovaskuläre System realitätsnah abzubilden. Neuartige experimentelle Modelle bieten eine vielversprechende Alternative, da sie eine präzisere Übertragbarkeit biologischer Daten auf den Menschen ermöglichen. Zudem stellen sie eine kostengünstige und zeiteffiziente Alternative zu Tierversuchen dar und können insbesondere bei Arzneimittel-Screenings und Biomarker-Tests neue Wege eröffnen. Diese neuartigen humanen Ex-vivo-Modellsysteme für kardiovaskuläre Erkrankungen sind inzwischen verfügbar, aber die Anwendbarkeit dieser Systeme für die Untersuchung kardiovaskulärer Veränderungen nach Strahlenexposition ist kaum untersucht worden. In diesem Projekt wird unter den neuen experimentellen Modellen, die auf dem Markt verfügbar sind (z. B. 3D-Zellkultur, Herz- und Gefäßorganoide, kultivierbare Gewebeschnitte oder Heart-on-a-Chip), ein Modell ausgewält und auf Endpunkte untersucht, die für strahleninduzierte CVD relevant sind. Die Anwendbarkeit und Empfindlichkeit des ausgewählten Modells wird in Abhängigkeit von der Dosis und der Zeit nach der Exposition getestet. Darüber hinaus werden biologische und funktionelle Marker, die für strahleninduzierte CVD relevant sind, analysiert.