Medizinische Genetik: Genetische Ursachen der Herzschwäche
Wissenschaftler des Nationalen Genomforschungsnetzes (NGFN) haben eine der genetischen Ursachen für Herzschwäche (Herzinsuffizienz) gefunden: Mutationen in dem Gen dead-beat (engl.: "todmüde") verringern die Pumpleistung des Herzens. Eine Studie in genetisch veränderten Zebrafischen zeigt, dass das gefundene Gen eine entscheidende Rolle dabei spielt, die Herzmuskelkraft aufrecht zu erhalten.
Die Mutation in dead-beat führt bei den Fischen zu Veränderungen im so genannten VEGF-Signalweg. VEGF war bisher bekannt als ein Wachstumsfaktor, der die Neubildung und Durchlässigkeit von Blutgefäßen reguliert. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass der Wachstumsfaktor in Herzmuskelzellen eine weitere Aufgabe übernimmt: Er aktiviert über einen bestimmten Signalweg das Enzym PhospholipaseCgamma1 (PLCgamma1). Aktive PLCgamma1 wiederum spaltet bestimmte phosphorhaltige Fette so, dass wichtige Botenstoffe für die Zelle entstehen. Werde der Bauplan der PhospholipaseCgamma1 zerstört – wie in der "dead-beat"-Mutante – und dadurch der Signalweg in den Zellen ausgeschaltet, so können sich die Herzkammern nicht mehr richtig zusammenziehen und verlieren an Pumpkraft, erklärt Wolfgang Rottbauer vom Universitätsklinikum Heidelberg. Das führe zu einer ausgeprägten Herzschwäche.
Zebrafische eignen sich besonders gut für die Untersuchung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, da die Fischlarven in den ersten zehn Tagen ihrer Entwicklung auch ohne funktionierendes Herz leben können. Dadurch lassen sich bei ihnen Krankheiten untersuchen, die bei anderen Lebewesen sofort tödlich wären. Da sich die Fische sehr schnell entwickeln, entspricht ihr Herz funktionell bereits nach 72 Stunden dem Herzen eines neugeborenen Säugetiers. Ein weiterer Vorteil der Fische besteht darin, dass ihre Larven während der Entwicklung durchsichtig sind. Die Forscher können die krankhaften Prozesse am Herzen also durch das Lichtmikroskop im lebenden Fisch untersuchen.
Herzinsuffizienz ist eine Volkskrankheit. In Deutschland sind zurzeit etwa zwei bis drei Millionen Menschen erkrankt. Die Zahl der Betroffenen wird in den nächsten Jahren wahrscheinlich weiter steigen. Die Heidelberger Forscher hoffen jetzt, dass ihre Endeckung den Weg zu Therapien aufzeigt.
Die Mutation in dead-beat führt bei den Fischen zu Veränderungen im so genannten VEGF-Signalweg. VEGF war bisher bekannt als ein Wachstumsfaktor, der die Neubildung und Durchlässigkeit von Blutgefäßen reguliert. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass der Wachstumsfaktor in Herzmuskelzellen eine weitere Aufgabe übernimmt: Er aktiviert über einen bestimmten Signalweg das Enzym PhospholipaseCgamma1 (PLCgamma1). Aktive PLCgamma1 wiederum spaltet bestimmte phosphorhaltige Fette so, dass wichtige Botenstoffe für die Zelle entstehen. Werde der Bauplan der PhospholipaseCgamma1 zerstört – wie in der "dead-beat"-Mutante – und dadurch der Signalweg in den Zellen ausgeschaltet, so können sich die Herzkammern nicht mehr richtig zusammenziehen und verlieren an Pumpkraft, erklärt Wolfgang Rottbauer vom Universitätsklinikum Heidelberg. Das führe zu einer ausgeprägten Herzschwäche.
Zebrafische eignen sich besonders gut für die Untersuchung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, da die Fischlarven in den ersten zehn Tagen ihrer Entwicklung auch ohne funktionierendes Herz leben können. Dadurch lassen sich bei ihnen Krankheiten untersuchen, die bei anderen Lebewesen sofort tödlich wären. Da sich die Fische sehr schnell entwickeln, entspricht ihr Herz funktionell bereits nach 72 Stunden dem Herzen eines neugeborenen Säugetiers. Ein weiterer Vorteil der Fische besteht darin, dass ihre Larven während der Entwicklung durchsichtig sind. Die Forscher können die krankhaften Prozesse am Herzen also durch das Lichtmikroskop im lebenden Fisch untersuchen.
Herzinsuffizienz ist eine Volkskrankheit. In Deutschland sind zurzeit etwa zwei bis drei Millionen Menschen erkrankt. Die Zahl der Betroffenen wird in den nächsten Jahren wahrscheinlich weiter steigen. Die Heidelberger Forscher hoffen jetzt, dass ihre Endeckung den Weg zu Therapien aufzeigt.
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