Ärzte Zeitung online, 04.11.2008

Mäuse mit Gen-Defekt entwickeln sich zu Marathonläufern

HEIDELBERG (eb). Fehlt Mäusen ein Gen für ein bestimmtes Muskel-Protein, so entwickeln sie sich zu "Marathonläufern": Im Lauftest sind sie deutlich ausdauernder als normale Mäuse. Sie laufen weiter und auch schneller.

Dies haben Wissenschaftler am Universitätsklinikum Heidelberg im Tiermodell an genetisch veränderten Mäusen gezeigt, deren Muskeln das Protein Calsarcin 2 nicht bilden können. Die Arbeit stellt einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Muskelentwicklung dar und ist auch für die Erforschung und mögliche Behandlung der Herzmuskelschwäche von Bedeutung.

Die Arbeit der internationalen Forschungsgruppe um Professor Dr. Norbert Frey, ehemals Leitender Oberarzt der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie an der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg und seit Oktober 2008 Ärztlicher Direktor der Universitätsklinik für Kardiologie und Angiologie in Kiel, ist jetzt online in der international angesehenen Fachzeitschrift "Journal of Clinical Investigation" veröffentlicht worden.

Der Grund der Ausdauerleistung: Der Mangel am Protein Calsarcin 2 führt dazu, dass die Muskeln der "Marathon-Maus" sich aus überdurchschnittlich vielen so genannten langsamen Muskelfasern zusammensetzen. Diese können zwar nicht schnell reagieren, dafür aber ausdauernd arbeiten. Im Gegensatz dazu sind schnelle Muskelfasertypen sofort einsatzbereit, ermüden aber schneller.

Normalerweise ist der Anteil der Fasertypen streng reguliert, damit sich die Muskeln stets optimal an wechselnde Anforderungen anpassen können. Wichtig für diese Anpassungsprozesse ist das Zusammenspiel von Calsarcin 2 mit dem Muskelprotein Calcineurin, das die Ausbildung der langsamen und ausdauernden Muskelfasern fördert. "Normalerweise bindet Calsarcin 2 an Calcineurin und reguliert somit dessen Aktivität", erklärt Professor Dr. Norbert Frey. Die Ergebnisse der Forschergruppe zeigen nun: Ist kein Calsarcin 2 vorhanden, verstärkt sich die Wirkung von Calcineurin und es entwickeln sich mehr ausdauernde Muskelfasern.

Doch warum interessieren sich Herzspezialisten für Skelettmuskeln? "Es gibt große Ähnlichkeiten zwischen der Herz- und der Skelettmuskulatur und viele der molekularen Mechanismen sind gleich. Daher haben wir uns vorgenommen, die Proteinfamilie der Calsarcine genauer zu untersuchen, um ihre Funktion auch außerhalb des Herzens besser zu verstehen", erklärt Professor Frey.

"Zudem hängt die körperliche Leistungsfähigkeit bei Patienten mit Herzschwäche wesentlich vom Zustand der Skelettmuskulatur ab", so Dr. Derk Frank, Assistenzarzt an der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg und Mitautor des Artikels. Mit ihren Forschungsarbeiten wollen die Kardiologen verstehen, ob es auf molekularer Ebene Zusammenhänge gibt zwischen der Fitness des Herzmuskels und der Skelettmuskulatur.

Abstract der Studie "Calsarcin-2 deficiency increases exercise capacity in mice through calcineurin/NFAT activation"

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