Überraschende Erkenntnis
Darum kann sich der Herzmuskel nicht regenerieren
Lurche und Zebrafische sind in der Lage, abgestorbene Herzmuskelzellen zu erneuern. Wieso gelingt das beim Menschen nicht? Forscher haben jetzt eine Antwort.
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Beim Menschen gelingt es nicht, den Herzmuskel zu regenerieren.
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ERLANGEN / NÜRNBERG. Schäden am menschlichen Herzen verursachen ja das Absterben von Herzmuskelzellen. Anders bei Zebrafischen und Lurchen. Sind deren Herzen geschädigt und Herzmuskelzellen abgestorben, können sich die noch vorhandenen Herzmuskelzellen wieder vermehren - mit der Folge, dass sich die Herzen regenerieren.
Die Forscher der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg Dr. David Zebrowski und Professor Felix B. Engel von der Nephropathologischen Abteilung des Pathologischen Instituts des Universitätsklinikums Erlangen haben mit Kollegen nun eine mögliche Erklärung gefunden, warum dies bei menschlichen Herzzellen nicht funktioniert.
Es liegt am Zentrosom
"Wir haben in unserer Studie entdeckt, dass das Zentrosom in Herzmuskelzellen in einem schleichenden Prozess, der kurz nach der Geburt abgeschlossen ist, zerfällt", wird Engel in einer Mitteilung der FAU zitiert.
"Ein Teil der Proteine verlässt das Zentrosom und lagert sich an die Membran des Zellkerns an, in dem die DNA gelagert ist. Dieser Prozess führt dazu, dass das Zentrosom in seine zwei sogenannten Zentriole zerfällt. Und dadurch verliert die Zelle ihre Fähigkeit, sich zu vermehren."
Das Zentrosom ist eine organähnliche Struktur in einer Zelle, wird in der Mitteilung erinnert. Ist das Zentrosom nicht intakt, kann eine Zelle sich nicht mehr vermehren.
Dies zeigten Experimente der vergangenen Jahre und warfen eine Schlüsselfrage auf: Inwieweit lässt sich die Zentrosomen-Integrität manipulieren - zum Beispiel bei Erkrankungen wie Krebs, bei denen sich Zellen unkontrolliert vermehren?
Die FAU-Forscher haben nun untersucht, ob der Zustand der Zentrosomen-Integrität im Tierreich auf natürliche Weise reguliert wird, um die Zellvermehrung bestimmter Zellen zu kontrollieren (eLife 2015; online 6. August).
"Mit großer Überraschung haben wir festgestellt, dass das Zentrosom in Herzmuskelzellen von Zebrafischen und Lurchen bis ins Erwachsenenalter intakt bleibt", sagt Zebrowski.
"Damit haben wir zum ersten Mal einen wesentlichen Unterschied zwischen den Herzmuskelzellen von Säugetieren und Zebrafischen sowie Lurchen entdeckt, der erklären kann, warum der Mensch sein Herz nicht regenerieren kann."
Vielfältige Optionen für Forschung
Dass es einen natürlichen Prozess zur Regulation der Zentrosomen-Integrität in Herzmuskelzellen von Säugern gibt, eröffnet zukünftiger Forschung vielfältige Möglichkeiten. Einerseits bietet die Beobachtung einen neuen Ansatzpunkt, um möglicherweise die Vermehrung von Herzmuskelzellen beim Menschen und damit die Herzregeneration zu stimulieren.
Andererseits kann die Zentrosomen-Integrität genutzt werden, um nach Herzmuskelzellen zu suchen, die möglicherweise ihre Fähigkeit zur Vermehrung behalten haben - womit sich ein neues therapeutisches Ziel eröffnet. Schließlich könnte die detaillierte Aufklärung des Mechanismus auch dazu beitragen, das unkontrollierte Wachstum von Krebszellen zu hemmen.
Die Basis der Forschung zur Herzregeneration ist die Zellzyklus-Initiative CYDER (Cell Cycle in Disease and Regeneration), die Engel, Experte für Herzregeneration, ins Leben gerufen hat. CYDER wird seit 2014 von der FAU im Rahmen ihrer Emerging Fields Initiative (EFI) unterstützt, heißt es in der FAU-Mitteilung.
EFI fördert dabei herausragende, vorzugsweise interdisziplinär angelegte Vorhaben frühzeitig, flexibel und unbürokratisch. Für die Qualität der geförderten Wissenschaftler, der Ideen und Forschungsansätze bürgt ein strenger Auswahlprozess. (eb)
