Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Herzreparatur im Embryo

15.10.2008
Erkrankt das Herz während seiner Entwicklung im Embryo, kann es sich soweit erholen, dass es zur Geburt voll funktionsfähig ist, vorausgesetzt ein Teil der Herzzellen bleibt gesund.

Wie Dr. Jörg-Detlef Drenckhahn vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch mit Kollegen aus Australien herausgefunden hat, teilen sich bei Mäuseweibchen die gesunden Zellen des Herzens häufiger und verdrängen so das geschädigte Gewebe. "Unsere Ergebnisse können in Zukunft zu neuen Therapien führen", hofft er. "Mit den richtigen Signalen könnte beispielsweise ein durch einen Herzinfarkt geschädigtes Herz angeregt werden, sich selbst zu heilen." (Developmental Cell, Vol. 15)*.

Damit das Herz schlagen kann, benötigt es Energie. Ist die Energieproduktion in den Herzzellen gestört, müsste ein Embryo wegen der fehlerhaften Herzfunktion eigentlich sterben. Das ist jedoch nicht der Fall, wenn nur ein Teil der Zellen betroffen ist: Der Embryo schafft es mit Hilfe der verbleibenden gesunden Zellen, das Herz zu regenerieren.

Die Wissenschaftler schalteten im sich entwickelnden Herzen von Mäusen ein Gen (Holocytochrom-C-Synthase, kurz Hccs) aus, das für die Energieproduktion essentiell ist. Es zeigte sich, dass die Embryos starben, wenn alle Zellen im Herzen von der defekten Energieproduktion betroffen waren. Die Tiere hingegen, die noch einen Anteil gesunder Zellen im Herzen hatten, überlebten und hatten zum Zeitpunkt der Geburt ein voll funktionsfähiges Herz.

Das Gen Hccs sitzt auf einem der Geschlechtschromosomen, dem X-Chromosom. Im Gegensatz zu den männlichen Tieren haben Weibchen zwei X-Chromosomen. Einige der veränderten weiblichen Mäuse haben ein X-Chromosom mit dem defekten und eines mit dem intakten Hccs-Gen. In den Zellen der weiblichen Tiere ist jedoch nur ein X-Chromosom aktiv. Je nachdem welches abgelesen wird, entstehen gesunde oder kranke Herzzellen. "Zu diesem Zeitpunkt gleicht das Herz der Mäuse einem Mosaik", erklärt Dr. Drenckhahn. "Die Hälfte der Zellen ist gesund, die andere Hälfte nicht."

Bis zur Geburt schafft es der Embryo, das Verhältnis zwischen gesunden und defekten Zellen von ursprünglich 50:50 zu verbessern. Die defekten Zellen machen dann nur noch zehn Prozent des gesamten Herzvolumens aus. Das ist möglich, weil sich die gesunden Herzmuskelzellen sehr viel häufiger teilen als die defekten Zellen. Ihr Anteil im Herzen nimmt zu und ist zum Zeitpunkt der Geburt groß genug, um das Herz der neugeborenen Maus normal schlagen zu lassen. "Doch auch nach der Geburt ist das Herz eine zeitlang fähig, sich zu erholen", erläutert Dr. Drenckhahn.

Später verliert das Herz diese Fähigkeit. So starben nach rund einem Jahr ein Teil der Mäuse (13 Prozent) an Herzmuskelschwäche und nahezu die Hälfte entwickelte Herzrhythmusstörungen. Warum nur ein Teil der Mäuse Herzprobleme ausbildet, ist noch unklar. Die Wissenschaftler wollen deshalb das Gen auch in erwachsenen Mäusen ausschalten, um seinen Einfluss dort zu untersuchen.

Weiter wollen sie die embryonalen Signalstoffe identifizieren, die gesunde Zellen zur Teilung anregen und kranke Zellen hemmen. Diese Signalstoffe könnten in Zukunft auch im Menschen helfen, die körpereigenen Reparaturmechanismen des Herzen zum Beispiel nach einem Herzinfarkt oder bei Herzschwäche wieder anzuregen, hoffen die Wissenschaftler.

Für seine Arbeit über die Reparatur von embryonalen Herzen hatte Dr. Drenckhahn 2007 den Oskar-Lapp-Preis erhalten.

*Compensatory growth of healthy cardiac cells in the presence of diseased cells restores tissue homeostasis during heart development

Jörg-Detlef Drenckhahn1,2,3, Quenten P. Schwarz2,9, Stephen Gray1, Adrienne Laskowski4, Helen Kiriazis5, Ziqiu Ming5, Richard P. Harvey6, Xiao-Jun Du5, David R. Thorburn4,7 and Timothy C. Cox1,2,8

1Department of Anatomy & Developmental Biology, Monash University, Wellington Road, Clayton VIC 3800, Melbourne, Australia
2School of Biomedical & Molecular Science, University of Adelaide, North Terrace, Adelaide SA 5005, Adelaide, Australia
3Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, Robert-Rössle-Straße 10, 13125 Berlin, Germany
4Murdoch Children's Research Institute, Royal Children´s Hospital, Flemington Road, Parkville VIC 3052, Melbourne, Australia
5Baker Heart Research Institute, Commercial Road, Melbourne VIC 3004, Melbourne, Australia
6Victor Chang Cardiac Research Institute, Victoria Street, Darlinghurst NSW 2010, Sydney, Australia
7Department of Paediatrics, University of Melbourne, Parkville VIC 3052, Melbourne, Australia

8Division of Craniofacial Medicine, Department of Pediatrics, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA

Barbara Bachtler
Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 94 06 - 38 96
Fax: +49 (0) 30 94 06 - 38 33
e-mail: presse@mdc-berlin.de

Barbara Bachtler | Max-Delbrück-Centrum
Weitere Informationen:
http://www.mdc-berlin.de/de/news/2008/index.html
http://www.mdc-berlin.de/de/news/2007/20070413-kranke_embryonale_herzen_k_nnen_sich_bis_z/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie