Die kardiovaskuläre Grundlagenforschung beschäftigt sich mit den molekularen Veränderungen in Herzmuskelzellen, die beispielsweise durch eine chronische Aktivierung des Sympathikus ausgelöst werden. Von Bedeutung sind hier sogenannte heterotrimere GTP-bindende Proteine (G-Proteine), die die Signale bestimmter Rezeptoren auf der Zelloberfläche aufgreifen, verstärken und gezielt in die Zelle weiterleiten. Die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Thomas Wieland am Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie in Mannheim beschäftigt sich mit dem Enzym Nukleosid-Diphospaht-Kinase (NDPK), dessen Aufgabe es ist, den Signal übertragenden G-Proteinen das zu ihrer Aktivierung benötigte Nukleotid GTP unter Verwendung des zellulären Energielieferanten ATP zur Verfügung zu stellen.
Die Forschergruppe konnte mittels verschiedener Tiermodelle, Zell-basierter Untersuchungen und Versuchen mit gereinigten Proteinen zeigen, dass die chronische Aktivierung des Sympathikus für das vermehrte Auftreten der NDPK C verantwortlich ist. NDPK C wiederum vermittelt spezifisch die Interaktion anderer Isoformen von NDPK mit G-Proteinen und erlaubt eine verstärkte Verlagerung solcher Komplexe zu den Rezeptoren an der Zelloberfläche.
Interessanterweise verursacht die bereits bekannte Verschiebung im Gleichgewicht zwischen stimulierenden und inhibierenden G-Proteinen, wie sie im Rahmen einer Herzinsuffizienz auftritt, auch eine Verschiebung in der Interaktion mit der NDPK C. Während im gesunden Herzen bevorzugt stimulierende G-Proteine gebunden werden und damit eine Signalverstärkung auftritt, sind in insuffizienten Herzen vermehrt inhibitorische G-proteine gebunden. Dies ist wahrscheinlich eine Ursache für die tonische Dämpfung kontraktionsfördernder Signale im erkrankten Herzen. Die Bindung von inhibitorischen G-Proteinen mit der NDPK C zu hemmen, ist deshalb ein neuer, potentieller Ansatz zur Therapie der Herzinsuffizienz, der von der Arbeitsgruppe weiter verfolgt wird.