Vom Zebrafisch lernen, wie sich kranke Herzen regenerieren

Zebrafische sind Meister der Regeneration. Sie können nicht nur Flossen und Wirbelsäule nachwachsen lassen, sondern auch Herzmuskelzellen. Menschen haben diese Fähigkeit nicht. Sind Herzmuskelzellen in Folge eines Herzinfarktes einmal abgestorben, bleibt das Herz ein Leben lang geschädigt.

Die Heidelberger DZHK-Wissenschaftler David Hassel und Florian Leuschner haben nun einen Forschungsverbund ins Leben gerufen, der diese besondere Fähigkeit von Zebrafischen systembiologisch untersuchen soll. Denn Herzinfarkt ist immer noch eine der häufigsten Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Dabei sterben Herzmuskelzellen ab, weil verengte oder verstopfte Herzkranzgefäße das Herz nicht ausreichend mit Blut versorgen. Zwar überleben immer mehr Menschen einen akuten Herzinfarkt durch verbesserte Notfallversorgung und Früherkennung. In der Folge gibt es aber auch mehr Patienten, die ein Leben lang mit einem geschädigten Herzen leben müssen. Und für diese Schäden gibt es bislang keine Heilung.

Die Zebrafische hingegen heilen sich selbst. Deshalb simulieren die Forscher durch Vereisung in Zebrafischherzen Vorgänge, die denen im menschlichen Herzen nach einem Infarkt ähneln. Herzzellen sterben ab, es bildet sich Narbengewebe, das Herz kann schlechter pumpen. Beim Zebrafisch beginnt nach kurzer Zeit die Regeneration: das Narbengewebe löst sich auf, Herzmuskelzellen wachsen nach und innerhalb von zwei bis vier Wochen sind Herzform und Funktion komplett wieder hergestellt.

Diese Vorgänge wollen die Forscher nun auf allen Ebenen untersuchen und sich ein umfassendes Bild davon machen, welche Gene in den verschiedenen Stadien der Regeneration beteiligt sind und welche epigenetischen Vorgänge sich abspielen. Daraus könne sie schließen, welche molekularen Signalwege aktiv sind und eventuell Therapien für den Menschen ableiten. „Wir wollen wissen: Was sind die Schlüsseltreiber der Regeneration?“, sagt Projektleiter David Hassel vom Universitätsklinikum Heidelberg.

Die Forscher erhalten für ihren vielversprechenden systembiologischen Ansatz für die nächsten drei Jahre 1,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung aus dem Programm „e:Med – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin“. Im Projekt identifizierte Zielstrukturen sollen dann im Rahmen von translationalen Projekten des DZHK bis zur Therapie weiterentwickelt werden. Neben dem Universitätsklinikum Heidelberg sind Forscher der Universität Freiburg und des Max Planck Instituts in Bad Nauheim an dem Projekt beteiligt.

Zu den Personen:
Junior-Professor Dr. rer. nat. David Hassel ist Biologe und Koordinator des Verbunds. Seine wissenschaftliche Ausbildung erfuhr er unter anderem am Gladstone Institut in San Francisco. Er leitet seit 2011 seine eigene Arbeitsgruppe am Universitätsklinikum Heidelberg.

Dr. med. Florian Leuschner ist Oberarzt und Arbeitsgruppenleiter in der Abteilung für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie des Universitätsklinikums Heidelberg. Seine wissenschaftliche Ausbildung erfolgte u.a. an der Johns Hopkins Universität in Baltimore und der Harvard Medical School in Boston.

Kontakt:
Christine Vollgraf, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit DZHK, Tel.: 030 4593 7102, christine.vollgraf@dzhk.de