Research

Forschungsschwerpunkte: chronische Herzinsuffizienz, epigenetische Mechanismen, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Adrenozeptoren

Lutz Hein ist Pharmakologe und Toxikologe. Ein aktueller Schwerpunkt seiner Forschung sind epigenetische Mechanismen der chronischen Herzinsuffizienz. Es gelang ihm, das Epigenom von Herzmuskelzellen komplett zu entschlüsseln. In vorangegangenen Arbeiten deckte er die pharmakologischen Funktionen von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren im Sympathikus und im Renin-Angiotensin-System auf. Mit seiner Forschung will er neue therapeutische Zielproteine für Herzerkrankungen identifizieren.

Die Forschungen von Lutz Hein haben wesentlich zum Verständnis von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren im Herz-Kreislauf-System beigetragen. G-Protein-gekoppelte Rezeptoren spielen eine Rolle der Signalübertragung durch die Zellmembran, beim Zellwachstum und bei der Verarbeitung von Reizen – sie lösen in der Zelle verschiedene Signalkaskaden aus. Hein konnte die Funktion von Angiotensin AT2- und von Alpha2-Adrenozeptoren aufdecken. Adrenerge Rezeptoren werden durch Adrenalin und Noradrenalin aktiviert, regulieren sympathische Reaktionen und sind wichtige Zielpunkte für viele Medikamente. Anhand von transgenen Modellen konnte er zeigen, dass drei Alpha2-Rezeptoren spezifische präsynaptische Funktionen im sympathischen Nervensystem übernehmen und damit z.B. das Herz vor zu starker Aktivierung durch Adrenalin schützen können. Außerdem identifizierte Lutz Hein die molekularen Wirkmechanismen von Medikamenten, die an Adrenozeptoren ansetzen (Alpha2-Agonisten).

In jüngeren Arbeiten erforscht Hein epigenetische Mechanismen der chronischen Herzinsuffizienz (Herzmuskelschwäche). Mit seinem Team konnte er das Epigenom von Herzmuskelzellen komplett entschlüsselt. Die Forscher haben dazu eine Methode entwickelt, mit der sie die Zellkerne aus Herzmuskelzellen isolieren können. Durch DNA-Sequenzierung der Zellkerne konnten sie epigenetische Karten des gesamten Genoms erstellen. In weiteren Analysen gelang es den Wissenschaftlern, epigenetische Schalter zu identifizieren, die die Umschaltung des kardialen Genprogramms auslösen – sowohl während der Geburt als auch bei einer späteren Herzinsuffizienz. Die Herzinsuffizienz wird von einem strukturellen Umbau (“Remodeling“) des Herzens begleitet. Das Remodeling ist häufig bestimmend für die Prognose. Lutz Hein arbeitet an einer Verfeinerung der Analysemethoden, um kleinste Gewebebiopsien epigenetisch analysieren zu können. Er will mit seiner Forschung neue Erkenntnisse über die Entstehung von Herzerkrankungen gewinnen und neue molekulare Zielstrukturen für Therapien identifizieren.