Die meisten Gewebe im menschlichen Körper sind in der Lage, sich nach einer Verletzung zu regenerieren, aber leider gehören Herzmuskelzellen nicht dazu. Jetzt haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut bei Mäusen herausgefunden, dass die Neuprogrammierung des Energiestoffwechsels dieser Zellen es ihnen ermöglicht, sich nach einem Herzinfarkt zu regenerieren, was neue Behandlungsmöglichkeiten für diesen häufigen Gesundheitskiller eröffnen könnte.
Nach einem Herzinfarkt oder einer anderen Verletzung repariert sich das Herz mit faserigem Narbengewebe, das kurzfristig dabei hilft, das Organ zusammenzuhalten, aber dieser Teil schlägt nicht wie Herzmuskelzellen. Im Laufe der Zeit kann dies zu einer Vielzahl von Problemen führen, von weiteren Herzinfarkten bis hin zu Herzversagen.
Einer der Hauptunterschiede zwischen Kardiomyozyten und anderen Geweben ist ihr Energiestoffwechsel. Die meisten Gewebe im Körper gewinnen Energie aus Zucker durch einen Prozess namens Glykolyse, aber das Herz gewinnt Energie aus Fett, was als Fettsäureoxidation bezeichnet wird. Es stellt sich heraus, dass dies der Schlüssel zur Ermöglichung der Regeneration von Herzzellen sein könnte.
Li Xiang und Yuan „Enzyme, die die Genaktivität regulieren, hoffen wir, durch die Neuprogrammierung des Energiestoffwechsels Veränderungen in der Genaktivität auszulösen und so die Zellteilungsfähigkeit von Kardiomyozyten wieder zu aktivieren.“
Um diese Idee an Mäusen zu testen, schaltete das Team ein Gen namens Cpt1b aus, das für die Fettsäureoxidation von entscheidender Bedeutung ist. Tatsächlich begannen die Herzen der Mäuse zu wachsen, wobei sich die Anzahl der Zellen im Verlauf des Experiments nahezu verdoppelte.
Als nächstes lösten die Forscher Herzinfarkte bei Mäusen aus, denen Cpt1b fehlte, und sorgten dann dafür, dass ihre Herzen wieder mit sauerstoffreichem Blut versorgt wurden. Dies simuliert einen Patienten, der nach einem Herzinfarkt einen Stent erhält. Nach einigen Wochen hatten die Testmäuse deutlich weniger Narben auf ihrem Herzgewebe als die Kontrollgruppe und ihre Herzfunktion war fast wieder auf dem Niveau vor dem Herzinfarkt, sagte das Team.
Nach sorgfältiger Beobachtung identifizierten die Forscher den Mechanismus hinter diesem Effekt. Das Ausschalten des Gens löst eine Kaskade aus, die Herzmuskelzellen effektiv in einen weniger ausgereiften Zustand zurückversetzt, sodass sie sich regenerieren können.
Natürlich ist dies zum jetzigen Zeitpunkt nur ein Proof-of-Concept bei Mäusen, aber das Team sagt, dass es sich um einen Weg handeln könnte, der auf Menschen angewendet werden könnte. Es soll möglich sein, Medikamente zu entwickeln, die die Aktivität des von Cpt1b produzierten Enzyms blockieren und so die von Patienten gewünschte Wirkung simulieren. Allerdings ist dies noch weit von einer klinischen Anwendung entfernt. Andere Studien haben Erfolg bei der Verwendung von Stammzellen oder mRNA zur Regeneration des Herzens festgestellt.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.