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Protein weckt Selbstheilungskräfte des Herzens

Mikroskopaufnahme zeigt langgestreckte Herzmuskelzellen, mit grünen und blauen Fluoreszenzfarbstoffen markierte Muskelproteine und Zellkerne [1] Auch im Herz der Säugetiere schlummert ein bemerkenswertes Potenzial zur Selbstheilung. Amerikanische Mediziner haben entdeckt, dass ein Wachstumsfaktor die Zellen des Herzmuskels zu neuer Teilungsaktivität anregen kann. Mit diesem Faktor behandelt, waren Versuchstiere erstaunlich gut gegen die Folgen eines Herzinfarkts gefeit.

Bild: Bin Zhou, MD (Children’s Hospital Boston)

Bislang konzentrierten sich Ansätze zur Regeneration geschädigter Herzen auf Stammzellen, erklärt Bernhard Kühn vom Children’s Hospital Boston. Angesichts der neuen Resultate sei jedoch eine sehr viel einfachere Behandlung vorstellbar, schreiben der Kardiologe und seine Gruppe im Fachblatt „Cell“. Vielleicht könne man den Patienten helfen, indem man ihnen schlicht den Wachstumsfaktor injiziere.

Die Herzen von Fischen und Amphibien können auch größere Gewebeschäden reparieren. Dagegen galt der Herzmuskel der Säugetiere – insbesondere der des Menschen – lange Zeit als Gewebe, das ab dem frühen Kindesalter nur noch vollständig ausdifferenzierte, nicht mehr teilungsfähige Zellen enthält.

Versuchsweise behandelten Kühn und seine Gruppe Kulturen von Herzmuskelzellen mit Wachstumsfaktoren, die bei der vorgeburtlichen Entwicklung des Herzens eine Rolle spielen. Es zeigte sich, dass das Signalprotein Neuregulin-1 zumindest einem Teil der Herzmuskelzellen zu neuem Schwung verhilft: Binnen drei Tagen kopierten rund 0,4 Prozent der Kulturzellen ihre DNA und leiteten die Kern- und Zellteilung ein.

Tests an Mäusen, denen der Wachstumsfaktor in die Bauchhöhle injiziert wurde, ergaben ähnliche Resultate. Demnach waren es vornehmlich einkernige Herzmuskelzellen, die auf Neuregulin-1 ansprachen. Etwa die Hälfte der so reaktivierten Zellen teilte sich in zwei, wiederum einkernige Zellen, sodass im Laufe der Zeit regelrechte Nester dieses Zelltyps im Herzmuskel entstanden. Die andere Hälfte ließ die eigentliche Zellteilung aus und entwickelte sich zu zweikernigen Zellen, dem häufigsten Zelltyp im Herzmuskel.

Obwohl nur ein kleiner Teil der Herzmuskelzellen auf den Wachstumsfaktor anspricht, kann der Gesamteffekt klinisch relevant sein, ergaben weitere Versuche. Dabei wurde Mäusen für drei Monate ein Herzkranzgefäß abgebunden, um einen Infarkt zu simulieren. Bekamen die Tiere in dieser Zeit regelmäßig Neuregulin-1 injiziert, fielen die typischen Konsequenzen – die Vernarbung des Herzmuskels, ein regelrechtes Ausleiern der Herzwand und der Rückgang der Pumpleistung – deutlich schwächer aus.

Bereits im Jahr 2007 hatten Kühn und seine Gruppe über ähnlich positive Effekte des Periostins, eines weiteren fötalen Wachstumsfaktors, berichtet. Dieses hatten sie mit einer Art Schwämmchen direkt an den infarktgeschädigten Bereich des Herzmuskels gebracht – nach weiteren, günstig verlaufenen Tests wird derzeit an der klinischen Entwicklung des Wirkstoffs gearbeitet.

Den großen Vorzug des Neuregulin-1 sieht Kühn darin, dass es injiziert werden kann. „Soweit ich weiß, ist dies die erste regenerative Therapie, die sich für eine systemische Applikation eignet“, so der Mediziner. Bevor man über Tests am Menschen nachdenke, müsse aber sichergestellt werden, dass die Verabreichung des Wachstumsfaktors über Wochen und Monate keine negativen Effekte zeitige.

Forschung: Kevin Bersell, Shima Arab, Bernhard Haring und Bernhard Kühn, Department of Cardiology, Children’s Hospital Boston, und Department of Pediatrics, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts

Veröffentlichung Cell, Vol. 138, 24. Juli 2009, pp 257-70, DOI 10.1016/j.cell.2009.04.060

WWW:
Kühn Laboratory, Children’s Hospital Boston [2]
Herzmuskel [3]
Neuregulin 1 [4]

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Ultraschall lockt Helfer ins Herz [5]
Herz hilft sich selbst [6]
Stammzellen reparieren Herz [7]