Herz kann nach Infarkt regenerieren – Erste Versuche mit Mäusen
Die Herzstammzellen im ausgewachsenen Organismus werden
insbesondere nach Schädigung des Herzmuskels, zum Beispiel durch einen Infarkt,
aktiviert. Bisher hatten Forscher es für unmöglich gehalten, dass der
erwachsene Körper eines Säugetiers genügend neues Herzmuskelgewebe bilden kann,
um die Herzfunktion zu verbessern.
Bei diesem Prozess
spielt der Genschalter beta-catenin eine entscheidende Rolle. Die Unterdrückung
dieses Faktors im Zellkern ist der auslösende Impuls, der sowohl bei der
Herzentwicklung im Embryo als auch im erwachsenen Herzen aus Vorläuferzellen
Herzmuskelzellen entstehen lässt. So konnten die Forscher die körpereigene
Regeneration des Herzens erwachsener Mäuse durch Unterdrückung des Genschalters
beta-catenin erheblich ankurbeln, so dass sich nach vier Wochen die Pumpleistung
der Herzen der Tiere verbessert hatte.
Wichtiger Ausgangspunkt des Projekts war eine transgene
Mauslinie, die die MDC-Forschungsgruppe von Prof. Walter Birchmeier den
Forschern zur Verfügung gestellt hatte. Dr. Bergmann und seine Mitarbeiter sind
davon überzeugt, dass diese Ergebnisse neue Ansätze für mögliche regenerative
Therapieformen der Herzschwäche eröffnen.
Nachweis für
Existenz von Herzstammzellen
Im Rahmen der Versuche konnten die Forscher außerdem
eindeutig nachweisen, dass es tatsächlich Stammzellen im erwachsenen Herzen
gibt. Bisher waren diese Zellen nicht klar charakterisiert. Das gelang ihnen
jetzt durch den Nachweis eines für Herzmuskelzellen spezifischen
Strukturproteins (alpha-myosin heavy chain) sowie eines Transkriptionsfaktors
aus der Herzentwicklung (Tbx5) in unreifen Vorläuferzellen. „Der Nachweis von
Zellen mit diesen Markern im erwachsenen Herzen belegt, dass Stammzellen aus
der Herzentwicklung in Nischen des erwachsenen Herzens überleben“, erläutert
Dr. Bergmann.
Die Arbeiten erfolgten in Kooperation mit Wissenschaftlern
aus den Niederlanden und Belgien. Dafür hatte Dr. Bergmann im Sommer diesen
Jahres den Wilhelm P. Wintersteinpreis erhalten. Die Arbeitsgruppe von Dr.
Bergmannn, der seit kurzem als stellvertretender Leiter der Abteilung für
Kardiologie an der Hamburger Asklepios Klinik St. Georg tätig und
Gastwissenschaftler am MDC ist, gehört zur Forschungsgruppe von Prof. Rainer
Dietz (MDC und Charité). Unter Leitung von Dr. Zelarayán führt die Gruppe weitere
Projekte zur Bedeutung der herzeigenen Stammzellen durch.
*beta-catenin downregulation attenuates ischemic cardiac remodeling
through enhanced resident precursor cell differentiation
Laura Zelarayán2, Claudia Noack2*, Belaid Sekkali3*, Jana Kmecova3*, Christina Gehrke1, Anke Renger2, Maria-Patapia
Zafiriou2, Roel van
der Nagel4, Rainer
Dietz1, Leon J.
de Windt4, Jean-Luc
Balligand3 and Martin W.
Bergmann1,2
1) Department of Cardiology,
Campus-Buch & Campus Virchow-Klinikum, Charité –Universitätsmedizin Berlin,
Franz Volhard Klinik, Germany
2) Max
DelbrückCenter
for Molecular Medicine, Berlin, Germany.
3) Unit of Pharmacology and
Therapeutics, University of LouvainMedicalSchool,
Brussels, Belgium
4) Department of Medical
Physiology, Division Heart & Lungs, University
MedicalCenter
Utrecht, The Netherlands
*: these authors contributed
equally
Bachtler
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