Prof. Dr. Johannes Backs

Kontakt:

Prof. Dr. Johannes Backs

Institute of Experimental Cardiology
Universitätsklinikum Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 669
69120 Heidelberg

E-Mail: Johannes.backs(at)med.uni-heidelberg.de

Website

Forschungsgebiete: epigenetische Regulationsmechanismen des Myokards

Prof. Backs ist DZHK-Professor für epigenetische Regulationsmechanismen des Myokards, Direktor des Instituts für Experimentelle Kardiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, sowie Sprecher des DZHK-Standorts Heidelberg/Mannheim
 

Forschungsschwerpunkte

Prof. Backs und sein Team erforschen, wie Umwelteinflüsse und Komorbiditäten wie Stress, Diabetes und Krebs auf molekularer Ebene mit dem Herzgenom interagieren und zu Herzschwäche führen können. Prof. Backs war einer der Ersten, der die Funktionsweise und die Mechanismen epigenetischer Enzyme entschlüsselte, die Stresssignale an das Herzgenom übertragen. Sein Team trug zu bahnbrechenden Forschungsergebnissen bei. Er konnte zeigen, dass eine kardiale Dysfunktion durch die Wirkung spezifischer metabolischer und inflammatorischer Mediatoren am Herzgenom über epigenetische Enzyme entsteht.

So entdeckte er beispielsweise, dass lipidtropfen-assoziierte Proteine die Herzfunktion kontrollieren (Jebessa et al., Nat Metab. 2019). Dies geschieht durch die gezielte Protolyse einer Histon-Deacetylase, welche als Hauptregulator der Protein O-GlcNAcylierung eine maßgebliche Rolle in der Steuerung der Herzkontraktilität spielt. Diese Signalwege werden wiederum durch direkte Interaktionen mit Proteinkinasen beeinflusst. Einer der von Prof. Backs aufgezeigten Mechanismen führte zu einem Medikamentenentwicklungsprogramm (CaMKII-HDAC4 Inhibitoren), welches von einem Translational Research Projekt (TRP) des DZHK unterstützt wird. Die Arbeiten des Backs Labs deuten darauf hin, dass diese neuartigen Medikamente insbesondere für Patienten mit Herzinsuffizienz und Diabetes nützlich sein könnte (Kronlage et al. Circulation, 2018).

Momentan konzentriert sich Prof. Backs in seiner Forschung sowohl auf verschiedene erbliche Formen der Herzschwäche wie z. B. die RBM20 Kardiomyopathie, als auch auf den Einfluss der Genexpression auf inflammations- oder stressinduzierte akute Herzinsuffizienz.

Mit seiner DZHK-Professur wurde Prof. Backs der erste Direktor des Instituts für Experimentelle Kardiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, welches weiter ausgebaut wird und weitere DZHK-Professuren für RNA-Biologie und Chromatin-Remodelling schafft.

Wichtige Erfolge und Auszeichnungen

  • Stellvertretender Vorstand der Gordon Research Conference (GRC) zu epigenetischer Steuerung kardiovaskulärer Erkrankungen 2021 (Vorstand 2023) (2019)
  • Arthur-Weber-Preis  der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) (2017)
  • Outstanding Investigator Award der International Society of Heart Research (ISHR) (2016)
  • Outstanding Achievement Award des Council on Basic Cardiovascular Science of the European Society of Cardiology (CBCS) (2015)
  • Outstanding Early Investigator Award des Basic Cardiovascular Science Council (BCVS) der American Heart Association (AHA) (2015)

Ausgewählte Publikationen

Jebessa ZH, Shanmukha Kumar D, Dewenter M, Lehmann LH, Xu C, Schreiter F, Siede D, Gong XM, Worst BC, Federico G, Sauer SW, Fischer T, Wechselberger L, Muller OJ, Sossalla S, Dieterich C, Most P, Grone HJ, Moro C, Oberer M, Haemmerle G, Katus HA, Tyedmers J and Backs J. The lipid droplet-associated protein ABHD5 protects the heart through proteolysis of HDAC4. Nat Metab. 2019;1:1157-1167.

Saadatmand AR, Sramek V, Weber S, Finke D, Dewenter M, Sticht C, Gretz N, Wustemann T, Hagenmueller M, Kuenzel SR, Meyer-Roxlau S, Kramer M, Sossalla S, Lehmann LH, Kammerer S, Backs J* and El-Armouche A*. CaM kinase II regulates cardiac hemoglobin expression through histone phosphorylation upon sympathetic activation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116:22282-22287. * Contributed equally

Kronlage M, Dewenter M, Grosso J, Fleming T, Oehl U, Lehmann LH, Falcao-Pires I, Leite-Moreira AF, Volk N, Grone HJ, Muller OJ, Sickmann A, Katus HA and Backs J. O-GlcNAcylation of Histone Deacetylase 4 Protects the Diabetic Heart From Failure. Circulation. 2019;140:580-594.

Toth AD, Schell R, Levay M, Vettel C, Theis P, Haslinger C, Alban F, Werhahn S, Frischbier L, Krebs-Haupenthal J, Thomas D, Grone HJ, Avkiran M, Katus HA, Wieland T and Backs J. Inflammation leads through PGE/EP3 signaling to HDAC5/MEF2-dependent transcription in cardiac myocytes. EMBO Mol Med. 2018;10.

Lehmann LH, Jebessa ZH, Kreusser MM, Horsch A, He T, Kronlage M, Dewenter M, Sramek V, Oehl U, Krebs-Haupenthal J, von der Lieth AH, Schmidt A, Sun Q, Ritterhoff J, Finke D, Volkers M, Jungmann A, Sauer SW, Thiel C, Nickel A, Kohlhaas M, Schafer M, Sticht C, Maack C, Gretz N, Wagner M, El-Armouche A, Maier LS, Londono JEC, Meder B, Freichel M, Grone HJ, Most P, Muller OJ, Herzig S, Furlong EEM, Katus HA and Backs J. A proteolytic fragment of histone deacetylase 4 protects the heart from failure by regulating the hexosamine biosynthetic pathway. Nat Med. 2018;24:62-72.

Dewenter M, von der Lieth A, Katus HA and Backs J. Calcium Signaling and Transcriptional Regulation in Cardiomyocytes. Circ Res. 2017;121:1000-1020.

Lehmann LH, Rostosky JS, Buss SJ, Kreusser MM, Krebs J, Mier W, Enseleit F, Spiger K, Hardt SE, Wieland T, Haass M, Luscher TF, Schneider MD, Parlato R, Grone HJ, Haberkorn U, Yanagisawa M, Katus HA and Backs J. Essential role of sympathetic endothelin A receptors for adverse cardiac remodeling. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111:13499-504.

Weinreuter M, Kreusser MM, Beckendorf J, Schreiter FC, Leuschner F, Lehmann LH, Hofmann KP, Rostosky JS, Diemert N, Xu C, Volz HC, Jungmann A, Nickel A, Sticht C, Gretz N, Maack C, Schneider MD, Grone HJ, Muller OJ, Katus HA and Backs J. CaM Kinase II mediates maladaptive post-infarct remodeling and pro-inflammatory chemoattractant signaling but not acute myocardial ischemia/reperfusion injury. EMBO Mol Med. 2014;6:1231-45.

Kreusser MM, Lehmann LH, Keranov S, Hoting MO, Oehl U, Kohlhaas M, Reil JC, Neumann K, Schneider MD, Hill JA, Dobrev D, Maack C, Maier LS, Grone HJ, Katus HA, Olson EN and Backs J. Cardiac CaM Kinase II genes delta and gamma contribute to adverse remodeling but redundantly inhibit calcineurin-induced myocardial hypertrophy. Circulation. 2014;130:1262-73.

Backs J, Worst BC, Lehmann LH, Patrick DM, Jebessa Z, Kreusser MM, Sun Q, Chen L, Heft C, Katus HA and Olson EN. Selective repression of MEF2 activity by PKA-dependent proteolysis of HDAC4. J Cell Biol. 2011;195:403-15.