Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zebrafische reparieren ihr Herz dank spezieller Zellen

23.10.2019

Dass Zebrafische ihr Herz nach Schäden flexibel regenerieren können, ist bereits bekannt. Nun zeigt eine internationale Forschungsgruppe um Prof. Nadia Mercader der Universität Bern, dass bestimmte Herzmuskelzellen dabei eine zentrale Rolle spielen. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten dazu dienen, einen ähnlichen Reparatur-Prozess auch im menschlichen Herzen anzustossen.

Bei Menschen und anderen Säugetieren kann sich der Herzmuskel nach einer Verletzung nur schlecht erholen. Nach einem akuten Herzinfarkt sterben Millionen von Herzmuskelzellen ab und werden durch eine Narbe ersetzt.


Beim unverletzten Zebrafisch-Herzen (a,b) sind nur wenige sox10-Zellen erkennbar (rot). Beim verletzten Herzen (c,d) wächst ihre Anzahl stark an, und die Zellen sammeln sich an den Wundrändern (IA).

© Marcos Sand-Melón


Prof. Dr. Nadia Mercader, Institut für Anatomie, Universität Bern.

zvg

Andere Wirbeltiere können sich von einem Herzschaden viel besser erholen. Dies gilt für einige Fische wie etwa den Zebrafisch. Dieser ist in der biomedizinischen Forschung ein etabliertes Tiermodell, da er die meisten seiner Gene mit dem Menschen teilt.

Zebrafische eignen sich hervorragend zur Untersuchung der Herzregeneration: Nach einer Herzverletzung teilen sich ihre Herzmuskelzellen, und die Narbe wird durch neue Herzmuskulatur ersetzt. Diesen zellulären Reparatur-Prozess untersucht eine Gruppe um Nadia Mercader am Institut für Anatomie der Universität Bern seit 10 Jahren.

Nun konnten die Forschenden zeigen, dass nicht alle Herzmuskelzellen im Zebrafisch gleichermassen zur Regeneration des verlorenen Muskels beitragen, sondern dass es eine spezielle «Reparatur-Gruppe» von Herzmuskelzellen gibt, welche dies besonders effizient tut. Die Ergebnisse der Studie wurden im Journal «Cell Reports» veröffentlicht.

Reparatur-Zellen wachsen stärker

Die Gruppe um Mercader arbeitete mit Kolleginnen und Kollegen der Interfakultären Bioinformatik-Einheit der Universität Bern sowie Partnerinstitutionen aus Deutschland und Spanien zusammen. Mit Hilfe transgener Werkzeuge konnte der Erstautor der Studie, Marcos Sande-Melón, eine kleine Teilmenge von Herzmuskelzellen des Zebrafisches identifizieren, die als Reaktion auf Verletzungen stärker wuchs als der Rest der Zellen.

Identifiziert werden konnte diese Gruppe von Zellen dank eines bestimmten Gens namens «sox10». Als diese kleine Zellpopulation im Experiment gelöscht wurde, störte dies den Reparaturprozess empfindlich. «Wir konnten nicht nur eine bestimmte Zellpopulation identifizieren, die bei der Regeneration effizienter ist als alle anderen Herzmuskelzellen, sondern auch, dass ihr Beitrag für die Reparatur wesentlich ist», sagt Mercader.

Bedeutend für die Herzregeneration beim Menschen

In einem nächsten Schritt möchten die Forschenden die Rolle von sox10 in dieser Zell-Population näher untersuchen: «Wir möchten herausfinden, ob das Fehlen einer solchen sox10-Zellpopulation bei Säugetieren und auch beim Menschen eine Erklärung dafür sein könnte, warum sich deren Herz schlecht regeneriert», erklärt Mercader. Sollte dies zutreffen, könnte diese Erkenntnis laut den Forschenden von grosser Bedeutung sein, um den Reparatur-Prozess auch im menschlichen Herzen anzuregen.

Bibliographische Angaben:

Marcos Sande-Melón, Inês J. Marques, María Galardi-Castilla, Xavier Langa, María Pérez-López, Marius-Alexandru Botos, Héctor Sánchez-Iranzo, Gabriela Guzmán-Martínez, David Miguel Ferreira-Francisco, Dinko Pavlinic, Vladimir Benes, Remy Bruggmann, Nadia Mercader. Adult sox10+ cardiomyocytes contribute to myocardial regeneration in the zebrafish. Cell Reports, Vol. 29, Issue 4, 22 October 2019. doi: 10.1016/j.celrep.2019.09.041

Marques IJ, Lupi E, Mercader N.: Model systems for regeneration: zebrafish. Development. 2019 Sep 20;146(18). pii: dev167692. Review. PubMed PMID: 31540899. doi: 10.1242/dev.167692.

Sanz-Morejón A, García-Redondo AB, Reuter H, Marques IJ, Bates T, Galardi-Castilla M, Große A, Manig S, Langa X, Ernst A, Piragyte I, Botos MA, González-Rosa JM, Ruiz-Ortega M, Briones AM, Salaices M, Englert C, Mercader N.: Wilms Tumor 1b Expression Defines a Pro-regenerative Macrophage Subtype and Is Required for Organ Regeneration in the Zebrafish. Cell Rep. 2019 Jul 30;28(5):1296-1306.e6. PubMed PMID: 31365871; PubMed Central PMCID: PMC6685527. doi: 10.1016/j.celrep.2019.06.091.

Sánchez-Iranzo H, Galardi-Castilla M, Sanz-Morejón A, González-Rosa JM, Costa R, Ernst A, Sainz de Aja J, Langa X, Mercader N.: Transient fibrosis resolves via fibroblast inactivation in the regenerating zebrafish heart. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Apr 17;115(16):4188-4193. Epub 2018 Apr 2. PubMed PMID: 29610343; PubMed Central PMCID: PMC5910827. doi: 10.1073/pnas.1716713115.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

PROF. DR. NADIA MERCADER HUBER
Institut für Anatomie der Universität Bern
Telefon
+ 41 788 39 41 00
E-Mail-Adresse
nadia.mercader@ana.unibe.ch

Originalpublikation:

Marcos Sande-Melón, Inês J. Marques, María Galardi-Castilla, Xavier Langa, María Pérez-López, Marius-Alexandru Botos, Héctor Sánchez-Iranzo, Gabriela Guzmán-Martínez, David Miguel Ferreira-Francisco, Dinko Pavlinic, Vladimir Benes, Remy Bruggmann, Nadia Mercader. Adult sox10+ cardiomyocytes contribute to myocardial regeneration in the zebrafish. Cell Reports, Vol. 29, Issue 4, 22 October 2019. doi: 10.1016/j.celrep.2019.09.041

Weitere Informationen:

https://tinyurl.com/Herzregeneration

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Schutz der neuronalen Architektur
05.06.2020 | Universität Heidelberg

nachricht Akute myeloische Leukämie: Größerer Entscheidungsspielraum bei Therapie-Start
05.06.2020 | Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC)

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: Sehvermögen durch Gentherapie wiederherstellen

Neuer Ansatz zur Behandlung bislang unheilbarer Netzhautdegeneration

Menschen verlassen sich in erster Linie auf ihr Augenlicht. Der Verlust des Sehvermögens bedeutet, dass wir nicht mehr lesen, Gesichter erkennen oder...

Im Focus: Restoring vision by gene therapy

Latest scientific findings give hope for people with incurable retinal degeneration

Humans rely dominantly on their eyesight. Losing vision means not being able to read, recognize faces or find objects. Macular degeneration is one of the major...

Im Focus: Kleines Protein, große Wirkung

In Meningokokken spielt das unscheinbare Protein ProQ eine tragende Rolle. Zusammen mit RNA-Molekülen reguliert es Prozesse, die für die krankmachenden Eigenschaften der Bakterien von Bedeutung sind.

Meningokokken sind Bakterien, die lebensbedrohliche Hirnhautentzündungen und Sepsis auslösen können. Diese Krankheitserreger besitzen ein sehr kleines Protein,...

Im Focus: Small Protein, Big Impact

In meningococci, the RNA-binding protein ProQ plays a major role. Together with RNA molecules, it regulates processes that are important for pathogenic properties of the bacteria.

Meningococci are bacteria that can cause life-threatening meningitis and sepsis. These pathogens use a small protein with a large impact: The RNA-binding...

Im Focus: Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

Ist die Elektronik, so wie wir sie kennen, am Ende?

Der Einsatz moderner elektronischer Schaltkreise für immer leistungsfähigere Rechentechnik und mobile Endgeräte stößt durch die zunehmende Miniaturisierung in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Was Salz und Mensch verbindet

04.06.2020 | Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

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

Schutz der neuronalen Architektur

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wie das Gehirn unser Sprechen kontrolliert - Beide Gehirnhälften leisten besonderen Beitrag zur Sprachkontrolle

05.06.2020 | Interdisziplinäre Forschung

Akute myeloische Leukämie: Größerer Entscheidungsspielraum bei Therapie-Start

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

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