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 Genveränderungen bei Autismus auch für Störungen des Magen-Darm-Traktes verantwortlich
10.11.2019 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration
08.11.2019 | IMP - Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie GmbH

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: REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration

Endogene Mechanismen der Geweberegeneration sind ein innovativer Forschungsansatz, um Herzmuskelschäden zu begegnen. Ihnen widmet sich das internationale REANIMA-Projekt, an dem zwölf europäische Forschungszentren beteiligt sind. Das am CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares) in Madrid koordinierte Projekt startet im Januar 2020 und wird von der Europäischen Kommission mit 8 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen weltweit die meisten Todesfälle. Herzinsuffizienz ist geradezu eine Epidemie, die neben der persönlichen Belastung mit...

Im Focus: Göttinger Chemiker weisen kleinstmögliche Eiskristalle nach

Temperaturabhängig gefriert Wasser zu Eis und umgekehrt. Dieser Vorgang, in der Wissenschaft als Phasenübergang bezeichnet, ist im Alltag gut bekannt. Um aber ein stabiles Gitter für Eiskristalle zu erreichen, ist eine Mindestanzahl an Molekülen nötig, ansonsten ist das Konstrukt instabil. Bisher konnte dieser Wert nur grob geschätzt werden. Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam unter Leitung des Chemikers Prof. Dr. Thomas Zeuch vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Göttingen ist es nun gelungen, die Größe kleinstmöglicher Eiskristalle genau zu bestimmen. Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science erschienen.

Knapp 100 Wassermoleküle sind nötig, um einen Eiskristall in seiner kleinstmöglichen Ausprägung zu formen. Nachweisen konnten die Wissenschaftler zudem, dass...

Im Focus: Verzerrte Atome

Mit zwei Experimenten am Freie-Elektronen-Laser FLASH in Hamburg gelang es einer Forschergruppe unter Führung von Physikern des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg, starke nichtlineare Wechselwirkungen ultrakurzer extrem-ultravioletter (XUV) Laserpulse mit Atomen und Ionen hervorzurufen. Die heftige Anregung des Elektronenpaars in einem Heliumatom konkurriert so stark mit dem ultraschnellen Zerfall des angeregten Zustands, dass vorübergehend sogar Besetzungsinversion auftreten kann. Verschiebungen der Energie elektronischer Übergänge in zweifach geladenen Neonionen beobachteten die Wissenschaftler mittels transienter Absorptionsspektroskopie (XUV-XUV Pump-Probe).

Ein internationales Team unter Leitung von Physikern des MPIK veröffentlicht seine Ergebnisse zur stark getriebenen Zwei-Elektronen-Anregung in Helium durch...

Im Focus: Distorted Atoms

In two experiments performed at the free-electron laser FLASH in Hamburg a cooperation led by physicists from the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear physics (MPIK) demonstrated strongly-driven nonlinear interaction of ultrashort extreme-ultraviolet (XUV) laser pulses with atoms and ions. The powerful excitation of an electron pair in helium was found to compete with the ultrafast decay, which temporarily may even lead to population inversion. Resonant transitions in doubly charged neon ions were shifted in energy, and observed by XUV-XUV pump-probe transient absorption spectroscopy.

An international team led by physicists from the MPIK reports on new results for efficient two-electron excitations in helium driven by strong and ultrashort...

Im Focus: Weltweit erster Nachweis von strominduzierten Kräften zwischen zwei Molekülen

Einem Forscherteam um Professor Jörg Kröger, Leiter des Fachgebietes Experimentalphysik der TU Ilmenau, ist es in enger Zusammenarbeit mit theoretischen Physikern der Technischen Universität Dänemark gelungen, strominduzierte Kräfte in einem Kontakt aus genau zwei C60-Molekülen nachzuweisen. Die erzielten weltweit einzigartigen Ergebnisse sind bedeutsam für das grundlegende Verständnis kleinster elektrischer Kontakte und damit ihre Anwendung in miniaturisierten elektronischen Bauelementen. Sie wurden in der jüngsten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nano Letters“ veröffentlicht.

In ihrem Artikel „Nonequilibrium Bond Forces in Single-Molecule Junctions“ zeigen die Wissenschaftler auf, dass die strominduzierten Kräfte deutlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Weniger Lärm in Innenstädten durch neue Gebäudekonzepte

08.11.2019 | Veranstaltungen

Automatisiertes Fahren und Recht

06.11.2019 | Veranstaltungen

Hochentropie-Legierungen für heiße Turbinen und unermüdliche Pressen

05.11.2019 | Veranstaltungen

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

Laser versus Unkraut: LZH zeigt Agrar 4.0 auf der Agritechnica

08.11.2019 | Messenachrichten

Forschung für den Mittelstand 4.0: Digitale Zustandsüberwachung durch Schallemmisionsverfahren

08.11.2019 | Informationstechnologie

Absinkende Luftpakete mitverantwortlich für Hitzewellen

08.11.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

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