März 2015: Gen reguliert den Heilungsverlauf nach - CGT

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März 2015: Gen reguliert den Heilungsverlauf nach Herzinfarkt
Reg3beta steuert Wundheilungsprozesse im Herzmuskel, indem es Immunzellen ins Infarktgewebe
lockt
In der Folge eines Herzinfarktes sterben Teile des Herzmuskels ab und werden durch eine
Bindegewebsnarbe ersetzt. Deren Ausbildung und Stabilität ist entscheidend für das Überleben von
Patienten mit einem akuten Herzinfarkt. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und
Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun mit Reg3beta ein Gen entdeckt, das für diese Form der
Wundheilung im geschädigten Herzen eine wichtige Rolle spielt.
Eine akute Durchblutungsstörung des Herzmuskels, wie sie beim Herzinfarkt vorkommt, hat für das
betroffene Herzareal dramatische Konsequenzen: Gelingt es Ärzten nicht, innerhalb von wenigen
Stunden den Verschluss des Blutgefäßes aufzulösen, sterben die von der Mangeldurchblutung
betroffenen Muskelzellen ab. Dies hat für den Patienten fatale Folgen, da beim Menschen einmal
verlorengegangenes Herzmuskelgewebe nicht mehr wieder hergestellt werden kann. Die
Pumpleistung des Herzens bleibt zeitlebens reduziert.
Bei anhaltender Mangeldurchblutung finden im geschädigten Teil des Herzmuskels zahlreiche
Umbauprozesse statt. Dabei wird das abgestorbene Muskelgewebe durch ein Narbengewebe ersetzt.
Experten sprechen in diesem Falls von Wundheilung, auch wenn am Ende das Herz nicht wieder
intakt ist. „Ohne diesen Umbau würde das Herz früher oder später zerreißen. Für die mittel- und
langfristige Prognose der Infarktpatienten ist deshalb ein optimaler Ablauf von Wundheilung und
Narbenbildung von Bedeutung“, sagt Jochen Pöling, Arzt und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut
für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim.
Die Grundlagen des Heilungsprozesses im geschädigten Herzen haben die Bad Nauheimer Forscher
nun an einem Mausmodell näher untersucht und dabei vor allem wichtige Informationen zur Rolle
des Immunsystems entdeckt. „Bereits wenige Stunden nach einem Infarkt wandern weiße
Blutkörperchen in den geschädigten Muskel ein. Zunächst sind es Granulozyten, die vor allem
abgestorbene Herzmuskelzellen beseitigen. Im weiteren Verlauf wandern dann die als Makrophagen
bezeichneten Fresszellen des Immunsystems ein. Unsere Daten zeigen, dass vor allem die
Makrophagen für einen koordinierten und optimalen Heilungsverlauf besonders wichtig sind“, so
Holger Lörchner, Erstautor der Studie.
Die Forscher untersuchten in ihrer Studie viele hundert Proteine, die von überlebenden
Herzmuskelzellen ausgeschleust werden. Dabei haben sie das Protein Reg3beta entdeckt. In weiteren
Experimenten wurde klar, dass Reg3beta als Lockstoff auf Makrophagen wirkt und gezielt deren
Einwanderung fördert. „Bei Mäusen, denen das Reg3beta-Gen fehlte, wanderten viel weniger
Immunzellen in das Infarktgebiet ein“, sagt Lörchner. In der Folge kommt es zu einer gestörten
Wundheilung, was fatale Konsequenzen für das Überleben der Tiere hat: „Im Vergleich zur
Kontrollgruppe mit normaler Reg3beta-Aktivität beobachteten wir bei den Tieren ohne Reg3beta
wesentlich häufiger eine Ruptur des Herzens. Das Herz zerreißt regelrecht.“
Die Bad Nauheimer Forscher schließen aus ihrer Studie, dass Reg3β eine Schlüsselfunktion für die
Regulation der Wundheilung hat. „Infolge der verminderten Einwanderung von Makrophagen
beobachteten wir einen gestörten Wundheilungsverlauf. So entwickelte sich bei Mäusen ohne
Reg3beta das Bindegewebe wesentlich schlechter. Außerdem bildeten sich in der Infarktregion viel
weniger neue Blutgefäße. Unterm Strich führte dies zu einer instabilen Narbe“, sagt Pöling.
In einem weiteren Experiment gelang es den Forschern, die negativen Effekte des Fehlens von
Reg3beta zu kompensieren. Dazu injizierten sie in einem aufwändigen Verfahren künstlich
hergestelltes Reg3beta direkt in das Narbengewebe. In der Folge verlief die Wundheilung
weitestgehend normal. „Wir werden deshalb jetzt untersuchen, ob Reg3beta ein potenzieller
Kandidat für eine Anwendung beim akuten Myokardinfarkt zur Verbesserung von Heilungsvorgängen
im geschädigten Herzmuskel sein könnte“, so Thomas Braun, Direktor am Max-Planck-Institut. Die
Hoffnung ist, mit einer Reg3beta-Therapie die Stabilität des Herzens verbessern und mögliche
Spätfolgen wie die Herzinsuffizienz abmildern zu können.
Reg3beta lockt weiße Blutkörperchen ins Infarktgebiet: Nach der Injektion von Reg3beta sind viel mehr grün
eingefärbte Makrophagen in das Infarktgewebe eingewandert (rechts) als ohne Injektion (links). Zellkerne
verschiedener Zellen sind blau gefärbt. Die weiße Linie umgrenzt ein Blutgefäß. Foto: Max-Planck-Institut für
Herz- und Lungenforschung
Originalpublikation:
Holger Lörchner, Jochen Pöling, Praveen Gajawada, Yunlong Hou, Viktoria Polyakova, Sawa Kostin,
Juan M Adrian-Segarra, Thomas Böttger, Astrid Wietelmann, Henning Warnecke, Manfred Richter,
Thomas Kubin, Thomas Braun: Myocardial healing requires Reg3β-dependent accumulation of
macrophages in the ischemic heart. Nature Medicine (2015) doi:10.1038/nm.3816
Herausgeber:
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim
Ludwigstr. 43
61231 Bad Nauheim
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