Studie: Bedeutung von Kalzium für die Gesundheit des Herzmuskels

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Torsten Lorenz, Beitrag vom 20. Januar 2022

Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Universität Osaka haben eine bisher unbekannte Genmutation gefunden, die eine unheilbare Herzerkrankung namens dilatative Kardiomyopathie verursachen kann.

Das Gen, BAC5, ist wichtig für die Bewegung von Kalziumionen im Herzmuskel, und Kalziumionen sind der Antrieb für die Pumpleistung des Herzens. Das Positive daran ist, dass die Forschenden auch einen Weg gefunden haben, die Mutation durch einen neuartigen gentherapeutischen Ansatz zu beheben, was eine mögliche Behandlung für diese schwerwiegende Krankheit darstellt.

Mit durchschnittlich 100.000 Schlägen pro Tag ist das Herz ein unermüdliches Organ. Allerdings können Erkrankungen, die das Herz daran hindern, das Blut effizient zu pumpen, ernsthafte Probleme verursachen und letztlich eine Herztransplantation erforderlich machen.

Forscher und Wissenschaftlerinnen der Universität Osaka haben in einer Studie, die diesen Monat in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht wurde, gezeigt, dass eine bisher unbekannte Mutation zu einer dilatativen Kardiomyopathie führen kann, die eine der Hauptursachen für Herzversagen ist.

Herzinsuffizienz ist eine unheilbare Erkrankung, bei der das Herz nicht mehr in der Lage ist, die Blutversorgung des Körpers zu gewährleisten. Einer der Hauptfaktoren, die zu einer Herzinsuffizienz führen, ist die so genannte dilatative Kardiomyopathie (oder DCM).

Eine dilatative Kardiomyopathie ist durch eine Erweiterung der Herzkammern und eine Pumpstörung gekennzeichnet. Aus früheren Untersuchungen geht hervor, dass DCM häufig vererbt wird und eine genetische Grundlage hat. Für bis zu 80 Prozent der familiären DCM-Fälle weiß man jedoch noch nicht, welche Genmutation die Krankheit verursacht.

Das Forscherteam identifizierte das Gen BAG5 als ein neues ursächliches Gen für eine dilatative Kardiomyopathie. Zunächst untersuchten sie Betroffene aus verschiedenen Familien, wobei sie einen Zusammenhang zwischen Funktionsverlustmutationen im BAG5-Gen und DCM feststellten.

Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass diese Mutation eine vollständige Penetranz aufweist, was bedeutet, dass 100 Prozent der Personen, die diese Mutation aufweisen, die Krankheit entwickeln werden.

Anschließend stellten sie in einem Mausmodell der dilatativen Kardiomyopathie fest, dass Mäuse ohne BAG5 die gleichen Symptome der menschlichen dilatativen Kardiomyopathie aufwiesen, wie beispielsweise die Ausdehnung der Herzkammern und Herzrhythmusstörungen. Dies deutet darauf hin, dass Mutationen, die die Funktion von BAG5 auslöschen, Kardiomyopathie verursachen können.

In diesem Fall konnten die Forscher zeigen, dass der Verlust von BAG5 die Kalziumverarbeitung in Mäusekardiomyozyten stört. BAG5 ist laut Dr. Hideyuki Hakui, Hauptautor der Studie wichtig für den Kalziumhaushalt in den Herzmuskelzellen, und Kalzium ist für einen regelmäßigen Rhythmus und die allgemeine Gesundheit des Herzmuskels unerlässlich, was erklärt, warum ein Verlust von BAG5 zu Kardiomyopathie führt.

Nachdem die Forscherinnen und Forscher nachgewiesen hatten, dass BAG5-Mutationen zum Verlust des funktionellen BAG5-Proteins führten, konnten die Forscher auch zeigen, dass die Verabreichung eines AAV9-BAG5-Vektors in einem Mausmodell die Herzfunktion wiederherstellen konnte, erklärt Dr. Yoshihiro Asano, Hauptautor der Studie.

Dieses Ergebnis legt nahe, dass die Gentherapie mit Adeno-assoziierten Viren (AAV) als mögliche Behandlungsalternative zur Herztransplantation für Patienten mit BAG5-Mangel weiter untersucht werden sollte.

Die AAV-Gentherapie ist eine neuartige Therapieform, die darauf abzielt, mutierte Gene bei genetisch bedingten Krankheiten wie DCM zu reparieren. Diese Ergebnisse ebnen daher den Weg für eine mögliche präzisionsmedizinische Behandlung auf der Grundlage der Gentherapie.

Quellen: Osaka University / „Loss-of-function mutations in the co-chaperone protein BAG5 cause dilated cardiomyopathy requiring heart transplantation,“ Science Translational Medicine (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abf3274

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