GATA4 bietet Erholung fürs Herz

Menschliche Herzen können sich von einem Infarkt kaum erholen, das Gewebe kann sich nicht regenerieren. Anstelle von Muskelzellen und Blutgefäßen entsteht Narbengewebe, das nicht zur Pumpleistung des Herzens beitragen kann. Häufig entwickelt sich daher eine Herzschwäche.

Bei Mäusen hatten Forscher aber eine hohe Regenerationsfähigkeit beobachten können – zumindest direkt nach der Geburt: Wenn die Tiere während der ersten Lebenswoche einen Infarkt bekommen, ist ihr Herz nach 21 Tagen wieder wie neu. Auch bei einem neugeborenen Menschen hatte man dieses schon einmal beobachten können: Das Herz konnte sich von einem Infarkt, der direkt nach der Geburt passiert war, nach ein paar Monaten vollständig erholen.

Warum funktioniert die Herzregeneration nur kurz nach der Geburt, anschließend aber nicht mehr? Eine Antwort auf diese Frage hat das Team um Professor Dr. Jörg Heineke aus der Klinik für Kardiologie und Angiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) gefunden und im Fachjournal „Embo Molecular Medicine“ veröffentlicht. Erstautorin der Studie ist Dr. Mona Malek Mohammadi.

Die Forscher konnten am Mausmodell zeigen, dass es kurz nach der Geburt in den Herzmuskelzellen sehr hohe Spiegel des Transkriptionsfaktors GATA4 gibt. Transkriptionsfaktoren sind Moleküle, die mehrere Gene an- oder abschalten und so die Entstehung von Proteinen steuern. Im Laufe einer Woche nach Geburt war von GATA4 immer weniger vorhanden und parallel dazu nahm auch die Regenerationsfähigkeit des Herzens nach und nach ab.

„Wenn GATA4 auch am siebten Tag noch so hoch war wie am ersten, dann bleibt die Regenerationsfähigkeit des Herzens stabil“, erläutert Professor Heineke. Mäuseherzen ohne GATA4 konnten nach einem Infarkt nicht regenerieren, während eine Erhöhung der GATA4-Spiegel die Regenerationsfähigkeit verbesserte.

Die Wissenschaftler gingen noch einen Schritt weiter und widmeten sich dem ersten Protein, das vermehrt entsteht, wenn viel GATA4 vorhanden ist. Es heißt Interleukin 13. Bei Mäusen ohne GATA4 verbesserte sich die Regenerationsfähigkeit des Herzens, wenn sie Interleukin 13 bekamen.

„Die Herz-Regeneration lässt sich durch Interleukin 13 zumindest bei Mäusen verbessern. Möglicherweise könnte dies ein erster Schritt sein, um therapeutisch auch beim Menschen die Erholungsfähigkeit des Herzens nach Infarkt zu steigern“, sagt Professor Johann Bauersachs, Direktor der Klinik für Kardiologie und Angiologie. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Exzellenzcluster REBIRTH (Von Regenerativer Biologie zu Rekonstruktiver Therapie) förderten die Studie.

Die Originalpublikation „The transcription factor GATA4 promotes myocardial regeneration in neonatal mice“ finden Sie im Internet unter folgendem Link: http://embomolmed.embopress.org/content/early/2017/01/03/emmm.201606602

Weitere Informationen erhalten Sie bei Professor Dr. Jörg Heineke, Telefon (0511) 532-3079, heineke.joerg@mh-hannover.de.