Eine neue Studie der University of North Carolina (UNC) an der Chapel Hill School of Medicine legt nahe, dass die Narbenbildung im Herzen ein notwendiger Teil der Heilung ist. Wir sollten vorsichtig sein, sie zu unterbrechen, da sie das Herz weiter schwächen kann. Die Forscher schreiben in der Online-Ausgabe des EMBO Journals vom 15. November über ihre Ergebnisse.
Wenn eine Person einen Herzinfarkt hat, verursacht der Mangel an Sauerstoff, dass ein Teil des Gewebes geschädigt wird und Narbengewebe bildet. Bis zu dieser Studie glaubten viele Wissenschaftler, dass es wichtig sei, die Narbenbildung zu verringern, weil sie die Wände des Herzens härtet und die Fähigkeit, Blut um den Körper zu pumpen, verringert.
Der leitende Autor Dr. Arjun Deb, Assistenzprofessor für Medizin und Zell- und Molekularphysiologie an der UNC School of Medicine, und seine Kollegen fanden heraus, dass das Blockieren von Zellen in der äußeren Schicht des Säugetierherzens zur Bildung von Narbengewebe schnell zu Herzversagen führen kann. Sie zeigten dies an Labormäusen.
Sie kamen zu dem Schluss, dass Narbenbildung nicht vollständig ablaufen sollte, sondern eher ein Timing-Eingriff, um das richtige Gleichgewicht zwischen der Geweberegeneration, die Narben auslöst, und der Verringerung der Narbenbildung zu erreichen.
Deb, die auch Mitglied des McAllister Heart Institute der UNC und des Lineberger Comprehensive Cancer Center ist, sagte themedia:
"Wir wissen jetzt, dass Narbenbildung eine gute Sache ist, weil sie einen plötzlichen Rückgang der Herzfunktion unmittelbar nach Herzverletzung verhindert."
"Die Frage ist nicht, ob, aber wann es am sinnvollsten ist, die Zellen des Herzens zu manipulieren, um Narbenbildung und Regeneration zu verringern", sagte Deb.
Niedrigere Organismen wie der Zebrafisch, die gestreiften, in den Laboren häufig erforschten Kreaturen, die gewöhnlich zu den ersten Fischweben zählen, wenn wir ein Heimaquarium aufstellen, haben eine bemerkenswerte Fähigkeit, Gewebe ganz natürlich zu regenerieren – etwas, das in höheren Organismen wie uns fehlt.
Durch die Untersuchung von Zebrafischen im Labor fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Epikard, eine dünne Zellschicht auf der äußeren Oberfläche des Herzmuskels, bei der Schädigung des Herzens eine Schlüsselrolle bei der nachfolgenden Geweberegeneration spielt.
Für diese Studie entschieden sich Deb und Kollegen zu untersuchen, was mit dem Epikard des Säugetierherzens nach einer Verletzung passiert, wie ein Herzinfarkt.
Sie fanden, dass es auch eine Schlüsselrolle spielte, aber eine andere als die im Zebrafisch. Bei den Fischen stellten sie fest, dass das Epikardium anscheinend direkt an der Regeneration von Herzmuskelzellen beteiligt ist, während es bei Säugetieren, den Mäusen, die sie untersuchten, Fibroblasten, die Zellen, die Narbengewebe bilden, erzeugt.
Bei weiteren Untersuchungen entdeckten sie, dass ein Protein Stammzellen im Epikard zu Fibroblasten trieb. Das Protein wird Wnt1 genannt, und sie hatten zuvor gezeigt, dass es die Funktion von menschlichen vaskulären Stammzellen verstärkt.
Vielleicht, vermuteten sie, würden sie die Wnt1-Signalgebung unterbrechen, würde sich die Aktivität von der Verstärkung der Fibroblasten zu Blutgefäßzellen verlagern, wodurch die Narbenbildung reduziert und die Regeneration und die Herzfunktion unterstützt würden.
Aber als sie dies bei genetisch veränderten Mäusen direkt nach einer Herzverletzung taten, entwickelten sie innerhalb von 2 Wochen Herzversagen.
Deb sagte, es sei klar, dass es zwischen Zebrafischen und Mäusen einige "evolutionäre Parallelen" gebe, aber es müsse einen Vorteil geben, einen Selektionsdruck, damit Säugetiere im Gegensatz zu niederen Organismen eine Reaktion auf Herzverletzungen haben, die zu Narbenbildung führen, weil die Unterbrechung schnell führt zu Herzversagen.
Er spekulierte über diesen Vorteil und sagte:
"In Organismen, in denen ein hoher Blutfluss herrscht, müssen diese Zellen möglicherweise zu Narbengewebe werden, um die Zugfestigkeit der Herzwand aufrechtzuerhalten und katastrophalen Bruch zu verhindern."
Das Team experimentiert nun damit, zu verschiedenen Zeiten nach der Verletzung in den Heilungsprozess einzugreifen: die Stammzellen im Epikard zu verschiedenen Zeitpunkten zu manipulieren, um zu sehen, ob sie sie davon überzeugen können, nicht zu Fibroblasten zu werden und stattdessen Herz-regenerierende Myozyten zu werden.
Sie hoffen, dass das, was sie entdecken, eines Tages zu neuen Wegen führt, Patienten zu helfen, sich von Herzinfarkten zu erholen.
Mittel von den National Institutes of Health und Ellison Medical Foundation halfen, die Studie zu bezahlen.
Geschrieben von Catharine Paddock
