Mit Zebrafischen Herzschwäche auf die Spur kommen

Patienten leiden nach einem Herzinfarkt oftmals an Funktionseinschränkungen des Herzens, die durch die Narbenbildung am Herzen hervorgerufen wird und zu Herzinsuffizienz und letztendlich sogar zum Herztod führen kann. Der Juniorverbund um Professor Dr. Florian Leuschner (Universität Heidelberg) sucht daher nach neuen Behandlungsmethoden dieser Herzinsuffizienz und Möglichkeiten, die Herzschwäche erst gar nicht entstehen zu lassen.

Generell sind die Mechanismen der Entzündungsreaktion, die nach einer kardialen Verletzung auftreten, beim Zebrafisch und beim Menschen sehr ähnlich. Sind die Zellen geschädigt, hat der Zebrafisch jedoch im Gegensatz zum Menschen die Fähigkeit wieder vollständig zu regenerieren, ohne dass Narben und eine damit verbundene Funktionseinschränkung zurück bleiben. Beim Menschen bilden sich jedoch häufig Narben, durch die Schädigung des Herzmuskels.

Ziel des wissenschaftlichen Teams aus Biologen, Mediziner und Systeminformatiker ist es, zu verstehen, welche Abläufe beim Zebrafisch nach kardialer Schädigung zu einer narbenlosen Heilung führen und welche möglichen neuen Therapieansätze sich aus diesen Erkenntnissen für die Behandlung des menschlichen Infarktes ergeben.

Durch verschiedene experimentelle Ansätze lösten die Wissenschaftler ein gezieltes Absterben von Herzmuskelzellen in neugeborenen Zebrafischen aus. Ein speziell entwickeltes Mikroskop ermöglichte den Wissenschaftlern, die Regenerationsprozesse der Herzen dieser Zebrafische auf zellulärer Ebene bildlich darzustellen und besser zu verstehen.
Die bestehenden Unterschiede zwischen regenerierendem (Zebrafisch) und nicht-regenerierendem (Mensch) System konnten durch bio-informatische ­Analyse großer Gen- und Protein-Datensätze weiter ­untersucht und Unterschiede z.B. auf Gen-Ebene betrachtet werden. So wurden eine Reihe von vielversprechenden Molekülen identifiziert, welche eine entscheidende Rolle in der Entstehung oder Heilung von Herzmuskelschwächen spielen. Ziel ist es in den nächsten Jahren neue Präparate zu entwickeln, welche der Narbenbildung im Herzen entgegenwirken und so zu einer Verbesserung der Herzinsuffizienz beim Menschen führen.  

Spotlight aus dem Juniorverbund DeCaRe - Systembiologische Analyse kardialer Regeneration zur Förderung der Heilung nach Myokard-Infarkt, aus der Broschüre "Systemmedizin - Von Big Data zur personalisierten Medizin".