Prof. Dr. Arne Hansen

Forschungsgebiete: Komplexe humane In-vitro-Modelle, induzierte pluripotente Stammzellen

Arne Hansen ist DZHK-Professor für kardiales Tissue Engineering am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Er entwickelt komplexe dreidimensionale humane Zellkulturmodelle und nutzt diese, um die Mechanismen von Herzerkrankungen sowie pharmakologische Effekte zu untersuchen.

Forschungsschwerpunkte

Prof. Hansens Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung komplexer kardialer In-vitro-Modelle und wie diese zur Untersuchung von Krankheitsmechanismen des Herzens eingesetzt werden. Seine Arbeit basiert auf der Hypothese, dass humane In-vitro-Modelle komplementär, prädiktiv und für wichtige Erkenntnisse hilfreich sind.

Um diese Ziele zu erreichen, nutzt seine Gruppe vielseitige Werkzeuge wie:

  • Reprogrammierung und Expansion humaner induzierter pluripotenter Stammzellen,
  • CRISPR/Cas9-Genom-Editierung,
  • Differenzierung von Kardiomyozyten-Subtypen,
  • und Tissue-Engineering-Protokolle zur Entwicklung biomedizinischer Modelle.

Seine Gruppe entwickelt maßgeschneiderte Testsysteme mit automatisierter Auswertung physiologischer Parameter wie Aktionspotenzial, Kalziumtransienten und Kontraktionskraft, um die Auswirkungen von Genen und Medikamenten auf das Herz mit hoher Standardisierung zu untersuchen.

Durch die Kombination automatisierter funktioneller Analysen mit Ersatzindikatoren für kardiale Zellbiologie (z. B. Metabolismus, Apoptose, Proliferation) strebt seine Forschungsgruppe an, das Verständnis der Herzbiologie und der Mechanismen von Kardiomyopathien zu vertiefen. Langfristig möchte diese Forschung dazu beitragen, gut charakterisierte humane In-vitro-Modelle zu entwickeln, die die Physiologie und Krankheitsmechanismen präzise nachbilden, und so die biomedizinische Translation erleichtern.

Wichtige Erfolge und Auszeichnungen

  • Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (2004–2005)
  • Ursula M. Händel-Tierschutzpreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (2011)
  • Forschungspreis für Alternativen zum Tierversuch, Hansestadt Hamburg (2019)
  • Mitgründer der EHT Technologies GmbH (2015)

Ausgewählte Publikationen

Saleem U, Braren I, Mannhardt I, Denning C, Eschenhagen T, Hansen A (2020). Force and calcium transient analysis in human engineered heart tissues reveals positive force-frequency relation at physiological frequency. Stem Cell Reports,14(2):312–324. 31956082

Lemme M, Ulmer BM, Lemoine MD, Zech ATL, Flenner F, Ravens U, Reichenspurner H, Rol-Garcia M, Smith G, Hansen A, Christ T, Eschenhagen T. Atrial-like Engineered Heart Tissue: An In Vitro Model of the Human Atrium. Stem Cell Reports. 2018 Dec 11;11(6):1378-1390. 30416051

Mosqueira D, Mannhardt I, Bhagwan JR, Lis-Slimak K, Katili P, Scott E, Hassan M, Prondzynski M, Harmer SC, Tinker A, Smith JGW, Carrier L, Williams PM, Gaffney D, Eschenhagen T, Hansen A, Denning C. CRISPR/Cas9 editing in human pluripotent stem cell-cardiomyocytes highlights arrhythmias, hypocontractility, and energy depletion as potential therapeutic targets for hypertrophic cardiomyopathy. Eur. Heart J. (2018). 29741611

Ulmer BM, Stoehr A, Mannhardt I, Patel S, Gucek M, Schulze ML, Murphy E, Eschenhagen T, Hansen A. Contractile work contributes to maturation of energy metabolism in hiPSC-derived cardiomyocytes. Stem cell reports 10, 834–847 (2018). 29503093

Mannhardt I, Eder A, Dumotier B, Prondzynski M, Krämer E, Traebert M, Söhren KD, Flenner F, Stathopoulou K, Lemoine M, Carrier L, Christ T, Eschenhagen T, Hansen A. Blinded contractility analysis in hiPSC-cardiomyocytes in engineered heart tissue format: Comparison with human atrial trabeculae. Toxicol Sci. 2017 Apr 27. doi: 10.1093/toxsci/kfx081. 28453742

Breckwoldt K, Letuffe-Brenière D, Mannhardt I, Schulze T, Ulmer B, Werner T, Benzin A, Klampe B, Reinsch MC, Laufer S, Shibamiya A, Prondzynski M, Mearini G, Schade D, Fuchs S, Neuber C, Krämer E, Saleem U, Schulze ML, Marita L. Rodriguez ML, Eschenhagen T, Hansen A. Differentiation of cardiomyocytes and generation of human Engineered Heart Tissue. Nat Protoc. 2017 Jun;12(6):1177-1197. 28492526

Weinberger F, Breckwoldt K, Pecha S, Kelly A, Geertz B, Starbatty J, Yorgan T, Cheng KH, Lessmann K, Stolen T, Scherrer-Crosbie M, Smith G, Reichenspurner H, Hansen A, Eschenhagen T. Cardiac repair in guinea pigs with human engineered heart tissue from induced pluripotent stem cells. Sci Transl Med. 2016 Nov 2;8(363):363ra148. 27807283

Mannhardt I, Breckwoldt K, Letuffe-Brenière D, Schaaf S, Schulz H, Neuber C, Benzin A, Werner T, Eder A, Schulze T, Klampe B, Christ T, Hirt MN, Huebner N, Moretti A, Eschenhagen T, Hansen A. Human Engineered Heart Tissue: Analysis of Contractile Force. Stem Cell Reports. 2016 Jul 12;7(1):29-42. 27211213

Hansen A, Eder A, Bönstrup M, Flato M, Mewe M, Schaaf S, Aksehirlioglu B, Schwoerer AP, Uebeler J, Eschenhagen T. Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue. Circ Res. 2010;107:35-44. 20448218

Hansen A, Chen Y, Inman JM, Phan QN, Qi ZQ, Xiang CC, Palkovits M, Cherman N, Kuznetsov SA, Robey PG, Mezey E, Brownstein MJ. Sensitive and specific method for detecting G protein-coupled receptor mRNAs. Nat Methods. 2007;4:35-7. 17115035