Dr. Bernhard Scharinger
MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, Oktober 2017
Die Jury „Researcher of the Month“ verleiht die Auszeichnung für diesen Monat an Herrn Dr. Bernhard Scharinger aus Anlass der im Top-Journal „Journal of Molecular and Cellular Cardiology“ (IF: 4.87) erschienenen Arbeit „Leoligin, the major lignan from Edelweiss, inhibits 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase and reduces cholesterol levels in ApoE-/- mice”. (1) Die vom Jubiläumsfond der Österreichischen Nationalbank geförderte Studie entstand im Rahmen der Diplomarbeit von Dr. Bernhard Scharinger am Herzchirurgischen Forschungslabor der Universitätsklinik für Chirurgie in der Arbeitsgruppe von Ass.-Prof.in Priv.-Doz.in Mag.a Barbara Messner, PhD in Zusammenarbeit mit dem Herzchirurgischen Forschungslabor der Medizinischen Universität Innsbruck (Leitung: Ass.-Prof. Priv.-Doz. Mag. Dr. David Bernhard) und dem Institut für Pharmazie am Centre for Molecular Biosciences Innsbruck (Leitung: Univ.-Prof. Dr. Hermann Stuppner).
Mit Edelweiß gegen kardiovaskuläre Erkrankungen
Da kardiovaskuläre Erkrankungen noch immer die Todesursache Nummer 1 weltweit darstellen, ist die Suche nach alternativen pharmakologischen Behandlungen eine unverzichtbare Aufgabe. Leoligin, ein polyphenolischer Pflanzenmetabolit, der aus den Wurzeln der alpinen Pflanze „Edelweiß“ gewonnen wird, hat in rezenten Studien bewiesen, eine potentielle Therapiealternative für diverse kardiovaskuläre Erkrankungen darzustellen. Leoligin verhindert die Entstehung einer Neointima in venösen Gefäßen sowohl in-vitro als auch in-vivo durch einen hemmenden Effekt auf die Proliferation von glatten Muskelzellen, ohne dabei toxisch zu wirken. (2) Es konnte ebenfalls gezeigt werden, dass Leoligin mit dem Cholesterinester-Transferprotein, welches eine Schlüsselrolle im Cholesterinmetabolismus spielt, interagiert und den LDL-Cholesterin Spiegel in Mäusen senkt. (3) Zudem wurde 5-Methoxyleoligin, ein Leoligin-Derivat, in einem Ratten-Myokardinfarkt Model getestet und zeigt dort eine Arteriogenese-stimulierende und Herzmuskel-regenerierende Wirkung, wodurch die Pumpleistung signifikant verbessert wird. (4)
In der vorliegenden Studie beschäftigte sich Dr. Bernhard Scharinger mit der Fragestellung, welche Auswirkung eine systemische Leoligin Applikation in ApoE -/- Mäusen auf Cholesterinwerte mit sich bringt. Es wurde gezeigt, dass Leoligin durch eine Hemmung der hepatischen HMG-CoA-Reduktase, die als Schlüsselenzym in der endogenen Cholesterinsynthese fungiert und auch von den bekannten Statinen gehemmt wird, zu einem kurzzeitigen Abfall des Gesamt- und LDL-Cholesterinspiegels führt. Die nur kurze Periode der Cholesterinsenkung ist dadurch bedingt, dass Mäuse über eine überdurchschnittliche hohe enzymatische Gegenregulation verfügen. Die HMG-CoA-Reduktase wird somit, in Folge der Hemmung durch Leoligin, höher exprimiert und die Cholesterinwerte steigen wieder auf ihr Ausgangsniveau. Außerdem wurde mittels eines in-silico Computermodels gezeigt, dass Leoligin eine einzigartige und zu Statinen unterschiedliche, molekulare Bindung zur HMG-CoA-Reduktase aufbaut.
Als ein nicht toxischer und cholesterin-senkender Stoff erfüllt Leoligin derzeit die Charakteristika eines potentiellen, neuen Therapeutikums im Kampf gegen die Entstehung von Atherosklerose und dessen Folgen.
Wissenschaftliches Umfeld
Bereits im 3. Semester des Medizinstudiums begann Dr. Bernhard Scharinger seine wissenschaftliche Tätigkeit als Diplomand im Herzchirurgischen Forschungslabor der Universitätsklinik für Chirurgie mit der Erforschung von Pflanzenextrakten und Umweltstoffen auf das kardiovaskuläre System unter Verwendung von in-vitro und in-vivo Modellen. (1, 5) Durch die Aufnahme in das MDPhD- Exzellenzprogramm der Medizinischen Universität Wien konnte er seine Dissertation schon während des Medizinstudiums ebendort beginnen. Im Zuge dieser Arbeit beschäftigt er sich mit der Pathobiologie von aortalen Erkrankungen. (6) Der wissenschaftliche Schwerpunkt liegt auf der Erforschung der Pathophysiologie von Dissektionen der thorakalen Aorta. Dies beinhaltet eine detaillierte histologische Analyse der Proben, sowie zellbiologische und proteinbiologische Studien von glatten Muskelzellen der Gefäßwand. Diese vom „Medizinisch-Wissenschaftlichen Fonds des Bürgermeisters der Bundeshauptstadt Wien“ geförderte Studie von thorakalen Dissektionen hat zum Ziel, das Verständnis dieser Pathologie auf zellulärer Ebene zu erweitern.
Zur Person
Dr. Bernhard Scharinger wurde 1989 in Salzburg geboren und studierte von 2009 bis 2015 Humanmedizin an der Medizinischen Universität Wien, im Rahmen dessen ihm bereits mehrmals Förder- und Leistungsstipendien zuerkannt wurden. Während dieser Zeit erfolgte auch ein Studienaufenthalt an der medizinischen Fakultät der Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Spanien. Parallel zu seinem Medizinstudium absolvierte er das MD-PhD-Exzellenzprogramm (Vascular Biology) im Herzchirurgischen Forschungslabor in der Arbeitsgruppe von Ass.-Prof.in Priv.-Doz.in Mag.a Barbara Messner, PhD. Seit Abschluss des Medizinstudiums ist Dr. Bernhard Scharinger in diesem Labor als PhD-Student angestellt.
Ausgewählte Literatur
1. Scharinger B, Messner B, Turkcan A, Schuster D, Vuorinen A, Pitterl F, et al. Leoligin, the major lignan from Edelweiss, inhibits 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase and reduces cholesterol levels in ApoE-/- mice. Journal of molecular and cellular cardiology. 2016;99:35-46. (IF4.874)
2. Reisinger U, Schwaiger S, Zeller I, Messner B, Stigler R, Wiedemann D, et al. Leoligin, the major lignan from Edelweiss, inhibits intimal hyperplasia of venous bypass grafts. Cardiovascular research. 2009;82(3):542-9.
3. Duwensee K, Schwaiger S, Tancevski I, Eller K, van Eck M, Markt P, et al. Leoligin, the major lignan from Edelweiss, activates cholesteryl ester transfer protein. Atherosclerosis. 2011;219(1):109-15.
4. Messner B, Kern J, Wiedemann D, Schwaiger S, Turkcan A, Ploner C, et al. 5-Methoxyleoligin, a lignan from Edelweiss, stimulates CYP26B1-dependent angiogenesis in vitro and induces arteriogenesis in infarcted rat hearts in vivo. PloS one. 2013;8(3):e58342.
5. Turkcan A, Scharinger B, Grabmann G, Keppler BK, Laufer G, Bernhard D, et al. Combination of cadmium and high cholesterol levels as a risk factor for heart fibrosis. Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology. 2015;145(2):360-71. (IF: 3.880).
6. Baranyi U, Stern C, Winter B, Turkcan A, Scharinger B, Stelzmuller ME, et al. The megaaortic syndrome: Progression of ascending aortic aneurysm or a disease of distinct origin? International journal of cardiology. 2016. (IF: 4.638).