Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kranke Herzen sollen sich künftig selbst heilen

09.11.2011
Oncostatin M reguliert die Rückverwandlung von Herzmuskelzellen in Vorläuferzellen und ist auf diese Weise von zentraler Bedeutung für die Selbstheilungskräfte des Herzens

Im Zusammenhang mit Erkrankungen des Herzmuskels, zum Beispiel beim Herzinfarkt oder einer Kardiomyopathie, laufen auf zellulärer Ebene Umbauprozesse ab, welche die fatalen Folgen für das Organ begrenzen sollen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim und der Schüchtermann-Klinik in Bad Rothenfelde haben nun ein Protein identifiziert, das bei diesem Umbau eine zentrale Aufgabe besitzt, indem es die Rückbildung einzelner Herzmuskelzellen in ihre Vorläufer stimuliert. Nun sollen mit Hilfe dieses Proteins die Selbstheilungskräfte des Herzens verbessert werden.


Entwickeln sich im kranken Herzen mit Hilfe von Oncostatin M zurück: Die Abbildung zeigt Herzmuskelzellen unter dem Fluoreszenzmikroskop. Die Myofibrillen sind rot gefärbt, Zellkerne blau.
© MPI f. Herz- und Lungenforschung

Um einen geschädigten Herzmuskel, wie er sich beispielsweise nach einem Infarkt darstellt, zu regenerieren, müssen die geschädigten Muskelzellen durch neue ersetzt werden. Dabei kann es sich je nach Schädigungsgrad um beträchtliche Zellzahlen handeln, die zu ersetzen sind. Einfachere Wirbeltiere, wie etwa der Salamander, verfolgen dabei die Strategie, dass überlebende, gesunde Herzmuskelzellen sich zunächst in einen embryonalen Zustand zurückentwickeln. Dieser als Dedifferenzierung bezeichnete Prozess produziert Zellen, die eine Reihe von Stammzellmarkern in sich tragen und ihre Zellteilungsaktivität wiedererlangen. Auf diese Weise entstehen neue Zellen, die sich wiederum in Herzmuskelzellen umwandeln. Im Rahmen eines Umbaus des Muskelgewebes wird die Herzfunktion dann wiederhergestellt.

Beim Menschen ist ein derart perfektionierter Reparaturmechanismus nicht vorhanden. Vor einiger Zeit wurden zwar Herz-Stammzellen entdeckt. Es ist aber umstritten, ob inwieweit diese für die Herzreparatur überhaupt eine Rolle spielen. Erst seit wenigen Jahren ist zudem bekannt, dass Prozesse -vergleichbar denen zum Salamander- im Säugerorganismus überhaupt existieren.

Die Arbeitsgruppe von Thomas Braun vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim entdeckte nun das für die Steuerung dieser Dedifferenzierung von Herzmuskelzellen im Säuger verantwortliche Molekül. Zunächst fiel den Wissenschaftlern in Gewebsproben aus den Herzen von Infarktpatienten die hohe Konzentration von Oncostatin M auf. Von diesem Protein ist bekannt, dass es unter anderem für die Dedifferenzierung verschiedener Zelltypen verantwortlich ist. Deshalb behandelten die Forscher im Labor kultivierte Herzmuskelzellen mit Oncostatin M und konnten die Rückentwicklung der Zellen dann live unter dem Mikroskop verfolgen: „Anhand bestimmter Änderungen in den Zellen konnten wir sehen, dass innerhalb von sechs Tagen nach der Behandlung mit Oncostatin M nahezu alle Herzmuskelzellen dedifferenziert waren“, sagt Braun. „Stattdessen konnten wir in den Zellen nun verschiedene Stammzellmarker nachweisen. Dies ist als ein Hinweis darauf zu werten, dass diese Zellen nun in einen Reparaturmodus umgeschaltet worden waren.“

Dass Oncostatin M tatsächlich auf die vermutete Weise die Reparatur von geschädigtem Herzmuskelgewebe stimuliert, bewiesen die Max-Planck-Forscher in einem Infarktmodell in der Maus. Dabei war eine der beiden Testgruppen vorab genetisch derart verändert worden, dass Oncostatin M bei diesen Tieren keine Wirkung entfalten konnte. „Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war erstaunlich: Während bei der Gruppe, in der Oncostatin M wirken konnte, nach vier Wochen noch fast alle Tiere lebten, waren bei den genetisch veränderten Mäusen 40 Prozent an den Infarktfolgen gestorben“, so Braun. Ursache war, dass Oncostatin M für eine deutlich messbar bessere Herzfunktion sorgte.

Die Bad Nauheimer Wissenschaftler möchten nun im nächsten Schritt einen Weg finden, über den Oncostatin M gezielt therapeutisch eingesetzt werden kann. Ziel ist es, die Selbstheilung eines geschädigten Herzmuskels zu stärken und erstmals eine tatsächliche Wiederherstellung der Herzfunktion zu ermöglichen. Als Kehrseite der Medaille erweist sich dabei die Beobachtung, dass im Experiment an einem chronisch erkrankten Herz Oncostatin M eher kontraproduktiv war und die Schädigung verschlimmerte. „Wir denken, das Oncostatin M ein hohes Potenzial besitzt, geschädigtes Herzmuskelgewebe effizient zu heilen. Es kommt nun aber darauf an, dass wir das Anwendungsfenster exakt definieren können, um etwaige negative Effekte zu verhindern“, sagt Braun.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Dr. habil. Thomas Braun
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Telefon: +49 6032 705-1102
Fax: +49 6032 705-1104
E-Mail: thomas.braun@mpi-bn.mpg.de
Dr. Matthias Heil
Public Relations
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Telefon: +49 6032 705-1705
Fax: +49 6032 705-1704
E-Mail: matthias.heil@mpi-bn.mpg.de
Originalveröffentlichung
Thomas Kubin, Jochen Pöling, Sawa Kostin, Praveen Gajawada, Stefan Hein, Wolfgang Rees, Astrid Wietelmann, Minoru Tanaka, Holger Lörchner, Silvia Schimanski, Marten Szibor, Henning Warnecke, Thomas Braun
Oncostatin M Is a Major Mediator of Cardiomyocyte Dedifferentiation and Remodeling

Cell Stem Cell 9, 420–432, 4. November 2011

Prof. Dr. Dr. habil. Thomas Braun | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4638870/herzmuskelzellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Mikrobiologen entwickeln Methode zur beschleunigten Bestimmung von Antibiotikaresistenzen
13.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Überschreiben oder Speichern? Die Gewissensfrage zur Vergesslichkeit
13.02.2018 | PhytoDoc Ltd.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics