Bei Leberzirrhose führen die portale Hypertension, Mangelernährung und Veränderungen der Skelettmuskulatur (Sarkopenie und Myosteatose) zu einer schlechten Prognose. Die Leber und die Skelettmuskulatur stehen über Mediatoren und Signalwege entlang der Leber-Muskel-Achse in Verbindung. Einerseits tragen z.B. Hyperammonämie oder Insulinresistenz im Zuge der Leberschädigung zur Entstehung einer Sarkopenie bei. Andererseits kann auch der Muskel durch die Sekretion von sogenannten Myokinen mit der Leber in Kontakt treten. Es ist jedoch unklar, ob die Leberzirrhose-assoziierten Myopathien Ursache, erschwerender Faktor, Folge oder ein Epiphänomen der generell schlechten Verfassung von Patient:innen mit fortgeschrittener Leberzirrhose sind. Bei einem Teil, jedoch nicht bei allen Leberzirrhose Patient:innen führt die Therapie der portalen Hypertension durch Anlage eines transjugulären intrahepatischen Shunts (TIPS) zu einer deutlichen Verbesserung des Ernährungs- und Muskelzustandes.

Wir untersuchen daher in diesem Forschungsschwerpunkt den kausalen Zusammenhang von Veränderungen der Skelettmuskulatur, der fortschreitenden Lebererkrankung und Therapiemaßnahmen bei Leberzirrhose (TIPS, Ernährungstherapie und Training). Hierzu werden eine klinische Studie und ein experimentelles murines Leberschädigungsmodell durchgeführt.

Bei Leberzirrhose-Patient:innen untersuchen wir den Ernährungsstatus, den Muskelstatus sowie eine mögliche Dekompensationen der Leberzirrhose durch hepatischen Enzephalopathie vor und im Verlauf nach TIPS-Anlage. Durch den Vergleich von Patient:innen mit und ohne Verbesserung dieser klinischen Komplikationen der Leberzirrhose erwarten wir Rückschlüsse auf die Mechanismen der Leber-Muskel-Achse als therapeutisches Target.

Im Mausmodell werden der Muskelstatus und der muskuläre Energie-Metabolismus bei fortschreitender toxisch induzierter Leberschädigung analysiert. Zudem werden der Ernährungs- und Muskelstatus durch gezielte Ernährungs- und Trainingsintervention beeinflusst und Auswirkungen auf die Leber-Muskel-Achse untersucht. In beiden Ansätzen werden umfangreiche Myokinom-Analysen durchgeführt, um die Leber-Muskel-Achse in beiden Richtungen pathomechanistisch zu untersuchen.

Rischmüller K, Caton V, Wolfien M, Ehlers L, van Welzen M, Brauer D, Sautter LF, Meyer F, Valentini L, Wiese ML, Aghdassi AA, Jaster R, Wolkenhauer O, Lamprecht G, Bej S. Identification of key factors for malnutrition diagnosis in chronic gastrointestinal diseases using machine learning underscores the importance of GLIM criteria as well as additional parameters. Front Nutr. 2024 Dec 12;11:1479501. doi: 10.3389/fnut.2024.1479501. PMID: 39726873; PMCID: PMC11670747.

Bannert K, Sautter LF, Wiese ML, Meyer F, Ehlers L, Fromhold-Treu S, Karbe C, Gärtner S, Lerch MM, Aghdassi AA, Jaster R, Valentini L, Lamprecht G. Analysis of ESPEN and GLIM algorithms reveals specific drivers for the diagnosis of malnutrition in patients with chronic gastrointestinal diseases. Nutrition. 2023 Feb;106:111887. doi: 10.1016/j.nut.2022.111887. Epub 2022 Nov 1. PMID: 36473417.

Hoch M*, Ehlers L* (equally  contributed), Bannert K, Stanke C, Brauer D, Caton V, Lamprecht G, Wolkenhauer O, Jaster R, Wolfien M. In silico investigation of molecular networks linking gastrointestinal diseases, malnutrition, and sarcopenia. Front Nutr. 2022 Nov 4;9:989453. doi: 10.3389/fnut.2022.989453. PMID: 36407505; PMCID: PMC9672470.

Ehlers L, Netz LAW, Reiner J, Berlin P, Bannert K, Bastian M, Zechner D, Lamprecht G, Jaster R. Effects of Bile Duct Ligation and Ghrelin Treatment on the Colonic Barrier and Microbiome of Mice. Pharmacology. 2022;107(11-12):564-573. doi: 10.1159/000527142. Epub 2022 Nov 3. PMID: 36327953.

Meyer F*, Bannert K* (equally  contributed), Wiese M, Esau S, Sautter LF, Ehlers L, Aghdassi AA, Metges CC, Garbe LA, Jaster R, Lerch MM, Lamprecht G, Valentini L. Molecular Mechanism Contributing to Malnutrition and Sarcopenia in Patients with Liver Cirrhosis. Int J Mol Sci. 2020 Jul 28;21(15):5357. doi: 10.3390/ijms21155357. PMID: 32731496; PMCID: PMC7432938.

Ehlers L*, Bannert K* (equally  contributed), Rohde S, Berlin P, Reiner J, Wiese M, Doller J, Lerch MM, Aghdassi AA, Meyer F, Valentini L, Agrifoglio O, Metges CC, Lamprecht G, Jaster R. Preclinical insights into the gut-skeletal muscle axis in chronic gastrointestinal diseases. J Cell Mol Med. 2020 Aug;24(15):8304-8314. doi: 10.1111/jcmm.15554. Epub 2020 Jul 6. PMID: 32628812; PMCID: PMC7412689.

Bannert K, Kuhla A, Abshagen K, Vollmar B. Anti-apoptotic therapeutic approaches in liver diseases: do they really make sense? Apoptosis. 2014 Aug;19(8):1243-53. doi: 10.1007/s10495-014-1004-1. PMID: 24872082.