Proteine korrigieren Herzfehler

Zwei voneinander unabhängig arbeitende Forschergruppen des zum Nationalen Forschungsrat CNR gehörenden Istituto di Genetica e Biofisica haben die bei der Entwicklung von Herzstammzellen maßgeblich beteiligten Proteine „Cripto“ und „Tbx1“ entdeckt. Mit Hilfe eines natürlichen Verfahrens, bei dem eine frühzeitige Differenzierung der Herzstammzellen verhindert wird, können künftig Herzfehler repariert werden.

Der Herzinfarkt gehört in den hoch entwickelten Industrieländern zu den häufigsten Todesursachen. Trotz der neuesten Fortschritte in der Forschung gibt es noch keine geeigneten pharmakologischen Behandlungen. Die getrennt durchgeführten Untersuchungen der Forscher Antonio Baldini und Garbriella Minchiotti haben neue Erkenntnisse zu diesem Thema gebracht.

„Beim Cripto handelt es sich um ein Molekül, das eine Differenzierung der Herzstammzellen in Herzmuskelzellen auslöst, indem es als Interruptor zu Beginn der frühen Embryonalphase wirkt“, bestätigt Minchiotti. „Bei Einschaltung bestimmt es das kardiale Schicksal der Zellen, während im Zustand der Inaktivität oder bei Nichtvorhandensein die Kardiogenese gestoppt und stattdessen die Bildung von Neuronen initiiert wird.“

Tbx1 steuert Differnzierung von Zellen

„Das Gen, welches das Protein Tbx1 kodifiziert, ist bei der häufig auch Herzfehler verursachenden Genkrankheit DiGeorge beteiligt“, erklärt Baldini. „Zwar war aus früheren Studien bereits bekannt, dass eine Mutation von Tbx1 bei erblich bedingten Herzkrankheiten eine entscheidende Rolle spielt. Doch erst heute haben wir sichere Erkenntnisse über die Regulierungsvorgänge.“

Es gibt eine Population tripotenter Zellen, die die Differenzierung von drei verschiedenen Zelltypen auslösen kann: Herzmuskelzellen, Endothelzellen der Herzgefäße und glatte Muskelzellen im Herzinneren. Erst wenn diese Population kein Tbx1 mehr produziert, beginne die Zelldifferenzierung, so Baldini. An Labormäusen ohne Tbx1 habe sich gezeigt, dass sich die Herzvorläuferzellen zu früh differenzieren, während bei den Versuchstieren mit Tbx1-Überschuss die Differenzierung zu spät erfolge. In beiden Fällen sei die Entstehung von Herzfehlern die Folge.

Der einzige Unterschied zum Cripto sei, dass dieses Protein in einer späteren Phase wirke, wenn nämlich die Endbestimmung der noch unreifen Zelle bereits feststehe. Einzelheiten der Untersuchung der italienischen Wissenschaftler können in der von der American Heart Association herausgegebenen Fachzeitschrift „Circulation Research“ nachgelesen werden.