«Unsere Studien liefern eine mögliche Erklärung, warum sich das Herz beim Menschen schlecht regeneriert.»
Gesundheit und Medizin
Effiziente Reparatur-Zellen identifiziert
Zebrafische können ihr Herz nach Schäden flexibel regenerieren – wie sie das aber genau schaffen, ist noch unklar. Eine Studie der Universität Bern zeigt nun, dass bestimmte Herzmuskelzellen dabei eine zentrale Rolle spielen. Diese Erkenntnisse könnten dazu dienen, einen ähnlichen Reparatur-Prozess auch im menschlichen Herzen anzustossen.
Der Zebrafisch teilt die meisten seiner Gene mit dem Menschen und ist daher ein etabliertes Tiermodell in der biomedizinischen Forschung. Die Zebrafische eignen sich besonders für die Untersuchung der Herzregeneration: Nach einer Herzverletzung teilen sich ihre Herzmuskelzellen, und die Narbe wird durch neue Muskulatur ersetzt. Diesen zellulären Reparatur-Prozess untersucht eine Gruppe um Nadia Mercader am Institut für Anatomie der Universität Bern seit zehn Jahren. Im Oktober 2019 konnten die Forschenden zeigen, dass nicht alle Herzmuskelzellen im Zebrafisch gleichermassen zur Regeneration des verlorenen Muskels beitragen, sondern dass es eine spezielle «Reparatur-Gruppe» von Herzmuskelzellen gibt, welche dies besonders effizient tut.
Massgeblich für die Regeneration
Die Gruppe um Mercader arbeitete mit Kolleginnen und Kollegen der Interfakultären Bioinformatik-Einheit der Universität Bern sowie Partnerinstitutionen aus Deutschland und Spanien zusammen. Die Gruppe konnte eine kleine Teilmenge von Herzmuskelzellen des Zebrafisches identifizieren, die als Reaktion auf Verletzungen stärker wuchs als der Rest der Zellen. Identifiziert werden konnte diese Gruppe von Zellen dank transgener Tools, die Zellen markieren, die über ein spezifisches Gen mit der Bezeichnung «sox10» verfügen. Als diese kleine Zellpopulation im Experiment gelöscht wurde, stoppte dies den Regenerationsprozess im Zebrafisch-Herzen. «Wir konnten nicht nur eine bestimmte Zellpopulation identifizieren, die bei der Regeneration effizienter ist als alle anderen Herzmuskelzellen, sondern auch nachweisen, dass ihr Beitrag für die Reparatur wesentlich ist», sagt Mercader.
Wussten Sie, dass?
«Bei Menschen und anderen Säugetieren kann sich der Herzmuskel nach einer Verletzung nur schlecht erholen. Nach einem akuten Herzinfarkt sterben Millionen von Herzmuskelzellen ab und werden durch eine Narbe ersetzt. Andere Wirbeltiere – wie etwa der Zebrafisch – können sich von einem Herzschaden viel besser erholen.»
Bedeutend für den Herz-Reparaturprozess beim Menschen
In einem nächsten Schritt möchten die Forschenden diese Zellpopulation näher untersuchen: «Wir wissen nicht, ob es sich dabei um eine bestimmte Gruppe von Zellen im Zebrafischherzen handelt, oder ob jeweils wenige Muskelzellen sox10 aktivieren und somit zur Regeneration beitragen können», erklärt Mercader. Die Forscher glauben, dass diese Erkenntnis für die Stimulierung des Reparaturprozesses im menschlichen Herzen von grosser Bedeutung sein könnte.