Prof. Dr. Ole Holger Petersen

Forschungsschwerpunkte:Pathophysiologie der alkoholbedingten Pankreatitis, intrazelluläre Kalziumtunnel, IP₃-Rezeptoren, CRAC-Kanal-Blockierung als möglicher Therapieansatz

Ole Petersen ist ein dänisch-britischer Arzt und Physiologe, der die molekularen Grundlagen der Funktion und Fehlfunktion der Bauchspeicheldrüse erforscht. Mit elektrophysiologischen Methoden, Live-Zell-Bildgebung und hochauflösender Elektronenmikroskopie untersucht er, wie Energieproduktion, Enzymsekretion und Zellschutz ineinandergreifen und weshalb dieses fein austarierte System bei Störungen wie einer alkoholassoziierten Pankreatitis kollabiert.

Früh konnte Petersen mit Patch-Clamp-Messungen zeigen, dass bestimmte Ionenkanäle unmittelbar durch lokale Kalziumsignale reguliert werden und die Grundlage einer koordinierten Enzymsekretion bilden. Die Kalziumionen formen so einen Kanal oder Tunnel, durch den sie innerhalb der Zelle fließen und bestimmte Zielbereiche erreichen, ohne sofort im ganzen Cytosol verteilt zu werden. Im physiologischen Zustand entstehen kurze, exakt lokalisierte Kalziumspitzen, die die Exozytose der Granula auslösen. Mitochondrien puffern dort einen Teil des Kalziums ab und steigern zugleich ihre ATP-Produktion, ein Energieschub, der die sekretorische Leistung stabilisiert.

Unter pathologischen Bedingungen jedoch, beispielsweise unter dem Einfluss von Alkoholmetaboliten, wird diese Architektur zerstört. Ein zentraler Mechanismus ist die übermäßige Aktivierung von so genannten IP₃-Rezeptoren, an die das Signalmolekül Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP₃) bindet. So kommt es zu einem anhaltenden Ausstrom von Kalziumionen aus dem endoplasmatischen Retikulum. Dadurch verlieren die Kalziumtunnel ihre räumliche Präzision, die Signale breiten sich unkontrolliert über das gesamte Zytosol aus, und intrazelluläre Vakuolen füllen sich mit Kalzium. Dort wird Trypsinogen vorzeitig zu Trypsin aktiviert, das eine autodigestive Gewebeschädigung initiiert, wie sie für eine alkoholische Pankreatitis charakteristisch ist.

In neueren Übersichtsarbeiten beschreibt Ole Petersen detailliert, wie eine dauerhafte Kalziumüberlastung die mitochondriale Homöostase destabilisiert: Eine übermäßige Aufnahme von Kalziumionen führt dazu, dass sich die Übergangspore in der inneren Mitochondrienmembran öffnet, das Membran zusammenbricht und die ATP-Synthese jäh endet.  Der resultierende Energiemangel verstärkt die Dysregulation weiter und mündet in einen nekrotischen Zelltod. Es kommt zu einem sich selbst verstärkenden Kreislauf, der die Schwere einer akuten Pankreatitis wesentlich bestimmt.

Eine besondere Rolle spielen dabei CRAC-Kanäle (Calcium Release-Activated Channels). Sie öffnen sich, wenn die intrazellulären Kalziumspeicher erschöpft sind, und tragen in der Pathologie erheblich zur anhaltenden Kalziumüberladung bei. Ole Petersen konnte in Tiermodellen zeigen, dass die pharmakologische Blockade dieser Kanäle die pathologische Kalziumdynamik eindämmt und Zellen vor Nekrose schützt. Dies macht die CRAC-Kanal-Inhibition zu einem vielversprechenden therapeutischen Ansatz für die Behandlung der akuten Pankreatitis. Ergänzend untersucht Petersen die Rolle von Calmodulin, dessen Stabilisierung weitere empfindliche Kontrollstellen schützt.

Der Grundlagenforscher betont, wie präzise räumliche und zeitliche Signalmuster die Funktion der Bauchspeicheldrüse prägen. Durch die Verbindung von hochauflösender Bildgebung mit biophysikalischer Messtechnik zeigt seine Arbeit, dass Gesundheit und Krankheit des Organs auf derselben Signalarchitektur beruhen, nur dass im Krankheitsfall Synchronität, Lokalität und Energetik aus dem Gleichgewicht geraten. 

Ole Petersens Forschung verbindet biophysikalische Präzision mit hoher pathophysiologischer Relevanz. Sie hat maßgeblich dazu beigetragen, die zentralen Mechanismen pankreatischer Erkrankungen zu verstehen und neue therapeutische Strategien zu begründen.