Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemische Veränderungen am Erbgut schwächen das Herz

25.03.2013
Bei der Herzmuskelerkrankung „Dilatative Kardiomyopathie“ können zahlreiche Gene chemisch verändert und dadurch blockiert sein.

Das haben Kardiologen des Universitätsklinikums Heidelberg entdeckt und im Journal „EMBO Molecular Medicine“ veröffentlicht. Dabei stießen sie auf zwei neue Gene, die bisher noch nicht mit der Herzerkrankung in Zusammenhang gebracht wurden und die auch im Zebrafisch die Herzfunktion stark beeinflussen.

Forscher des Universitätsklinikums Heidelberg haben zahlreiche Gene entdeckt, die bei Patienten mit der Herzerkrankung „Dilatative Kardiomyopathie“ auffällig häufig chemisch verändert und daher zum Teil blockiert sind. Schalteten die Forscher zwei der am stärksten betroffenen Gene in Zebrafischen aus, um den Zustand in Patienten zu simulieren, litten die Tiere unter Herzschwäche. Damit ist erstmals gezeigt, dass diese chemischen und bei Herzerkrankungen bisher noch kaum untersuchten Veränderungen am Erbgut eine wichtige Rolle für den Krankheitsverlauf spielen.

Die Ergebnisse, die in der renommierten Fachzeitschrift „EMBO Molecular Medicine“ veröffentlicht wurden, könnten in Zukunft dazu beitragen, Kardiomyopathien sicherer als bisher zu diagnostizieren und so die Patienten schneller einer geeigneten Therapie zuzuführen. Das Projekt ist eine Kooperation des Universitätsklinikums, des Deutschen Krebsforschungszentrums und weiterer Partner im Rahmen des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislaufforschung.

Rund 200.000 Menschen in Deutschland leiden an genetisch bedingten Erkrankungen des Herzmuskels, sogenannten Kardiomyopathien. Diese bleiben häufig lange unentdeckt, können aber zu Herzschwäche, Rhythmus-Störungen und sogar Herzversagen führen. Kardiomyopathien sollten daher frühzeitig diagnostiziert und behandelt werden. Die kardiologische Abteilung der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor Prof. Hugo Katus) ist eines der Schwerpunkt-Zentren in Deutschland für die Behandlung und Eforschung dieser Erkrankungen.

Abweichungen in Erbgut-Methylierung erstmals bei Patienten untersucht

Derzeit sind mehr als 50 im Herzen aktive Gene bekannt, in denen Mutationen – einzelne Gen-Bausteine sind dann falsch angeordnet – Kardiomyopathien verursachen oder ungünstig beeinflussen können. Bei einem Großteil der Patienten bleibt die Ursache allerdings unklar; der weitere Verlauf ist dann schwer einzuschätzen. „Neben diesen Gendefekten muss es noch weitere Mechanismen geben, die wesentlichen Einfluss auf die Erkrankung haben“, erklärt Erstautor Dr. Jan Haas, Wissenschaftler in der Arbeitsgruppe von Dr. Benjamin Meder, Abteilung für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie. Als einen wichtigen Krankheitsmechanismus identifiziert die nun publizierte Arbeit die sogenannte DNA-Methylierung. Dabei wird die Erbinformation (DNA) chemisch verändert und auf diese Weise bestimmte Abschnitte blockiert oder aktiviert.

Methylierungsmuster können vererbt werden, sich aber auch durch Umwelteinflüsse verändern, was bisher insbesondere bei Krebserkrankungen erforscht wird. Die Heidelberger Arbeitsgruppe überprüfte erstmals das gesamte Erbgut von Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie auf Abweichungen von der normalen Methylierung. Die Analysen führten sie an kleinsten Gewebeproben von 39 Patienten durch, die im Rahmen von Studien bei Routineuntersuchungen aus dem Herzmuskel entnommen worden waren.

Analyseverfahren könnte in Zukunft Diagnose verbessern

In den erkrankten Herzen waren im Vergleich zum gesunden Herzgewebe zahlreiche Gene chemisch verändert. „Viele dieser Gene sind uns bereits von verschiedenen Erkrankungen des Herzkreislaufsystems bekannt“, so Haas. Doch vier besonders häufig und stark veränderte Gene waren bisher noch nicht mit Herzmuskelerkrankungen in Zusammenhang gebracht worden. Zunächst zwei davon, die Gene LY75 und ADORA2A, untersuchten die Forscher genauer: Sie werden durch die Methylierung fast vollständig deaktiviert. Blockierte das Team diese Gene jeweils einzeln in Zebrafischen, die eine ähnliche genetische Ausstattung wie Menschen haben, entwickelten die Tiere Herzen mit deutlich eingeschränkter Pumpkraft. „Der Tierversuch zeigt, dass diese Veränderungen in der Methylierung tatsächlich krankheitsrelevant sind“, sagt Mitautorin Karen Frese, Biologin im Forscherteam um Dr. Meder.

Weitere Studien müssen nun zeigen, über welche Signalwege diese Gene den Herzmuskel beeinflussen und ob sie sich als Ansatzpunkt neuer Therapien eignen. „Mit dieser Analyse der Methylierungsmuster haben wir Neuland betreten und bisher nicht berücksichtigte Krankheitsmechanismen bei Herzpatienten identifiziert, die nun weiter aufgeklärt werden können“, sagt Meder. Zudem könnte das Wissen über erkrankungstypische Veränderungen in Zukunft die Diagnose erleichtern – heute können Kardiologen erst spät mit Sicherheit sagen, ob eine DCM vorliegt – und Vorhersagen zum weitere Krankheitsverlauf zulassen. Das hätte Vorteile für die Therapie: Je nach verändertem Abschnitt der Erbinformation und den davon betroffenen Abläufen im Herzmuskel könnten spezielle Medikamente, eine intensivere Beobachtung bzw. die frühe Versorgung mit einem Schrittmacher angezeigt sein.

Ansprechpartner:
Dr. Benjamin Meder
Facharzt für Innere Medizin und Kardiologie Otto Meyerhof Zentrum/Innere Medizin III Universitätsklinikum Heidelberg
Tel.: 06221/56-48 35
E-Mail: benjamin.meder@med.uni-heidelberg.de

Bei Rückfragen von Journalisten:
Dr. Annette Tuffs
Leiterin Unternehmenskommunikation / Pressestelle des Universitätsklinikums Heidelberg und der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-4536
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: annette.tuffs@med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik