Computergestützte Modellierung des Leberstoffwechsels und der Leberfunktion

• Antragsteller: Dr. Matthias König
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436883643

Das übergreifende Ziel der Forschungsgruppe QuaLiPerF ist es, das mechanistische Verständnis des Zusammenspiels zwischen Leberperfusion und Stoffwechselfunktion in gesunden und steatotischen Lebern und deren Reaktionen bei chirurgischen Eingriffen zu verbessern. Dies wird durch einen systemmedizinischen Ansatz erreicht, bei dem Experimentatoren und Modellierer eng zusammenarbeiten. In diesem Projekt - der rechnergestützten Modellierung von Leberstoffwechsel und -funktion - werden Faktoren untersucht, die für die metabolische Funktion der Leber von Bedeutung sind. Zu diesem Zweck leisten wir einen Beitrag zum Gesamtarbeitsprogramm Rechenmodelle des Kohlenhydrat-/Lipid-Stoffwechsels (CH/L) und des Stoffwechsels hepatischer Testverbindungen (TC) auf der Zell- und Ganzkörperskala. Die Ziele des Projekts sind die Aufklärung der Auswirkungen von Lipidakkumulation, Veränderungen der Perfusion, Hepatektomie und Regeneration auf den Leberstoffwechsel und die -funktion. Im Einzelnen werden wir die Auswirkungen auf den Leberstoffwechsel und die Funktion der Leber untersuchen: (i) Lipidakkumulation in NAFLD; (ii) Veränderungen der globalen Perfusion in Leberabschnitten bei der Pfortaderligatur (PVL); (iii) Veränderungen durch Hepatektomie (Entfernung des Lebervolumens im Modell entweder mit/ohne Veränderungen der Perfusion und/oder des Metabolismus); (iv) Regeneration des Lebervolumens (mit/ohne begleitende Veränderungen der Perfusion und/oder des Metabolismus). Aufgrund der zentralen Rolle des Leberstoffwechsels bei der Bewertung der Leberfunktion wird das Projekt Methoden und Arbeitsabläufe etablieren, um reproduzierbare und interoperable Modelle auf der Basis von Standardaustauschformaten bereitzustellen. Dies wird die Kopplung der Modelle mit den anderen Modellierungsprojekten, die Unsicherheitsanalyse und Parameterschätzung sowie die Integration von experimentellen und klinischen Daten in die Modelle erleichtern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5151: Quantifizierung des Zusammenhanges zwischen Leberperfusion und -funktion bei erweiterter Leberresektion - Ein systemmedizinischer Ansatz (QuaLiPerF)