Forscher der Universität Houston haben eine neue Technik entwickelt, um Herzzellen nach einem Herzinfarkt zu regenerieren, indem sie mRNA verwenden, um die Zellen in einen stammzellenähnlichen Zustand zu versetzen. Bei Tests an Mäusen konnten die Wissenschaftler drastische Verbesserungen der Herzfunktion von Mäusen einen Monat nach einem Herzinfarkt nachweisen.
Im Gegensatz zu den meisten Geweben im Körper sind Herzzellen nach einer Verletzung nur begrenzt regenerationsfähig. Das ist einer der Hauptgründe, warum Herzinfarkte so tödlich sind. Danach bildet sich nicht schlagendes Narbengewebe, das zu weiteren Infarkten und schließlich zum Herzversagen führen kann.
ÜBERSICHT
Wie sahen die bisherigen Ansätze zur Heilung des Herzens aus?
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler untersucht, wie beschädigte Herzen durch Zellregeneration repariert werden können. Einige Erfolge wurden mit Stammzellen aus der Plazenta erzielt. Dabei programmierten die Forscher strukturelle Zellen in schlagende Zellen um oder sie setzten Stammzellbotenstoffe ein, um das Herz zur Selbstreparatur anzuregen. Andere Forscher haben Transkriptionsfaktoren identifiziert, die Herzzellen dazu bringen können, sich wieder zu vermehren.
Welchen Ansatz verfolgt die neue Studie?
In der neuen Studie identifizierten die Houstoner Forscher zwei weitere mutierte Transkriptionsfaktoren, bekannt als Stemin und YAP5SA, die die Replikationsrate von Herzzellen, den Kardiomyozyten, erhöhen können. Tests an Mäusezellen, die in Laborschalen kultiviert wurden, ergaben, dass Stemin stammzellähnliche Eigenschaften in Kardiomyozyten aktiviert, während YAP5SA den Prozess durch Förderung des Organwachstums verstärkt.
Diese beiden Transkriptionsfaktoren werden den Herzzellen über synthetische mRNA zugeführt. Diese Technologie, die in den neueren Impfstoffen weit verbreitet ist, funktioniert, indem sie die Ribosomen der Zellen anweist, bestimmte Proteine zu produzieren – in diesem Fall Stemin und YAP5SA.
In weiteren Tests injizierte das Team mRNA, die die Transkriptionsfaktoren enthielt, in die Herzen lebender Mäuse nach einem Herzinfarkt. Innerhalb von 24 Stunden hatte sich die Replikation der Herzzellen der Tiere um mindestens das 15-fache erhöht, was die Herzfunktion deutlich verbesserte.
Die Laborergebnisse zeigten, dass sich die Herzmuskelzellen innerhalb eines Tages schnell vermehrten, während die Herzen im Laufe des nächsten Monats wieder eine nahezu normale Pumpfunktion mit geringer Narbenbildung aufwiesen.
Diese Art der Gentherapie könnte das Potenzial haben, so die Forscher, irgendwann zur Behandlung von Herzerkrankungen beim Menschen eingesetzt zu werden. Die Forschungsergebnisse wurden in zwei Studien in der Zeitschrift The Journal of Cardiovascular Aging veröffentlicht.
Quellen
Mutant SRF and YAP synthetic modified mRNAs drive cardiomyocyte nuclear replication, IN: The Journal of Cardiovascular Aging
STEMIN and YAP5SA synthetic modified mRNAs regenerate and repair infarcted mouse hearts, IN: The Journal of Cardiovascular Aging
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