Zwanzig Jahre Forschung haben endlich Früchte getragen. Wissenschaftler haben zum ersten Mal ein experimentelles Medikament entwickelt, das DNA reparieren und die Regeneration von geschädigtem Gewebe fördern kann und so neue Wege zur Behandlung von Myokardinfarkt, entzündlichen Erkrankungen und anderen Erkrankungen, die Gewebeschäden verursachen, eröffnet. Dieser Wirkstoffkandidat namens TY1 gibt geschädigtem Myokard und anderen Geweben die Möglichkeit, sich auf grundlegender Ebene selbst zu reparieren, indem er die körpereigene DNA-Reparaturfähigkeit verbessert. Das Forschungsteam sieht darin den Beginn einer „völlig neuen Medikamentenkategorie“.

Diese Arbeit wurde von einem Forschungsteam am Cedars-Sinai Medical Center in den Vereinigten Staaten geleitet. Der Durchbruch gelang durch die Isolierung und Erforschung kardialer Vorläuferzellen in den Anfangsjahren. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Art von stammzellähnlichen Herzvorläuferzellen nicht nur in neues gesundes Herzmuskelgewebe differenzieren, sondern auch Vesikel freisetzen können, die DNA-, RNA- und Proteinmoleküle tragen – „Exosomen“. Diese „Mikrobotenstoffe“ pendeln zwischen Zellen und haben die bemerkenswerte Fähigkeit, beschädigtes Gewebe zu reparieren und zu regenerieren. Anschließend sequenzierte und untersuchte das Team die RNA-Komponenten in Exosomen und identifizierte schließlich eines der RNA-Moleküle, das eine besonders wichtige Rolle im Reparaturprozess spielt, und bestätigte seine Kernfunktion bei der Gewebereparatur in Tiermodellen.

Auf dieser Grundlage synthetisierten die Forscher im Labor eine künstliche Version dieses natürlichen „Heilmoleküls“, nämlich TY1, und schlugen das neue Konzept der „Exosomen-abgeleiteten Arzneimittel (Exomere)“ vor. TY1 ähnelt strukturell einigen existierenden RNA-Medikamenten und sein Wirkungsmechanismus besteht darin, die Aktivität des Trex1-Gens zu steigern und dadurch die Effizienz von Immunzellen zu verbessern, die an der Beseitigung beschädigter DNA beteiligt sind. Dadurch können „Zellfresser“ beschädigte Fragmente schneller entfernen und so Bedingungen für die anschließende Reparatur und Regeneration schaffen. Nach einem Myokardinfarkt trägt dieser Prozess dazu bei, die Narbenbildung im Herzgewebe zu reduzieren und die langfristige Prognose der Herzfunktion zu verbessern. Daher wird davon ausgegangen, dass er bei einer Vielzahl von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinsuffizienz, dilatativer Kardiomyopathie und altersbedingten Herzschäden von Bedeutung sein könnte.

Das Forschungsteam wies darauf hin, dass DNA-Schäden eine Schlüsselrolle bei Stress-Herzinsuffizienz, dilatativer Kardiomyopathie und Herzalterung spielen. Je stärker das Myokard geschädigt ist, desto schlechter ist in der Regel die Langzeitprognose des Patienten. Die Aktivierung des „Erholungsteams“ auf zellulärer Ebene durch TY1 stärkt die DNA-Reparatur und die Geweberegeneration, was dem Körper helfen kann, nach akuten Herzereignissen ein funktionsfähigeres Myokard zu erhalten. Vielversprechender ist, dass dieser Mechanismus nicht auf das Herz beschränkt ist: Bei einigen Autoimmunerkrankungen greift das körpereigene Immunsystem fälschlicherweise gesundes Gewebe an, und die Leistung von TY1 in relevanten Tiermodellen zeigt, dass erwartet wird, dass es diese Art chronischer Entzündungsschäden durch eine Verbesserung der DNA-Reparatur und der Zellumgebung reduziert.

Derzeit hat TY1 vorläufige Tierversuche abgeschlossen und wird in die klinische Studienphase eintreten, um seine Sicherheit und Wirksamkeit beim Menschen zu bewerten. Wenn die Studienergebnisse wie erwartet ausfallen, hat dieses einzigartige „Exosomen-RNA-Medikament“ das Potenzial, sich zu einer neuen Klasse therapeutischer Instrumente zur Behandlung der weit verbreiteten Zell- und Gewebeschäden zu entwickeln, die durch Herzinfarkte, langfristige Entzündungen und eine Vielzahl chronischer Krankheiten verursacht werden. Relevante Forschungsarbeiten wurden in Science Translational Medicine veröffentlicht und markieren einen neuen Meilenstein in der Forschung und Entwicklung von Präzisionsmedikamenten gegen DNA-Schäden und Geweberegeneration.