Initialzünder für Herzentstehung entdeckt

Heilungschance für Zelltherapie bei Infarkten rückt näher

Wien (pte034/13.12.2005/13:56) Forscher um Georg Weitzer von den Max Perutz Laboratories am Department für Medizinische Biochemie der Medizinischen Universität Wien http://www.meduniwien.ac.at sind der Erforschung der embryonalen Herzmuskelentwicklung einen Schritt näher gekommen. Entscheidend wird dieser Prozess durch das Protein SPARC mitbestimmt. Dieses Protein wirkt maßgeblich auf die Aktivität von jenen Genen, die für die Entstehung von Herzzellen aus - zunächst undifferenzierten - Zellen eines Embryos verantwortlich sind. Die Ergebnisse können zukünftig dazu beitragen, Herzzellen für den Einsatz in der Zelltherapie für Herzinfarktpatienten zu züchten.

"Das Herz ist nach der Befruchtung der Eizelle das erste Organ, das sich bildet. Die zur Bildung notwendige Spezialisierung der zunächst wenig entwickelten Zellen erfolgt durch Botenstoffe, die zum richtigen Zeitpunkt ein Entwicklungsprogramm für Herzmuskelzellen aktivieren", führt Weitzer aus. Das Forscherteam konnte jetzt zeigen, dass SPARC ganz am Anfang dieser Abfolge von Botenstoffen steht und quasi die Initialzündung für die Entstehung des Herzens schafft. SPARC wirkt dabei auf die Aktivität der als bmp2 und nkx2.5 bezeichneten Gene, die entscheidend die Herzentwicklung steuern.

Das Forscherteam von Weitzer konnte die Regulationsmechanismen anhand eines praktischen Labormodells ausführen. "Embryoid bodies" sind Aggregate aus embryonalen Stammzellen, die sich aus bestehenden Kulturen herstellen lassen und ein einfach handzuhabendes Modell für die sehr frühe Entwicklung eines Embryos bieten. In diesen Aggregaten entwickeln sich aus zunächst undifferenzierten Zellen unter anderem Herzzellen, die unter dem Mikroskop klar an ihrem rhythmischen Schlagen erkennbar sind. Die Wissenschaftler haben nun festgestellt, dass embryoid bodies, die mit SPARC behandelt wurden, sich wesentlich rascher zu schlagenden Herzmuskelzellen entwickelten als jene, die kein zusätzliches SPARC erhielten. In einem anderen Kontrollexperiment wurden die embryoid bodies mit SPARC, aber gleichzeitig auch mit Antikörpern gegen SPARC behandelt. Diese Proteine inaktivierten das Protein SPARC durch ihre sehr spezifische Bindung und blockierten damit großteils die Herzmuskelzellenentwicklung.

Bis die neuen Erkenntnisse allerdings tatsächlich medizinisch zur Anwendung kommen werden, dauert es noch, wie Martina Stary von der Forschergruppe Weitzer im pressetext-Interview bestätigt. Einerseits müsse die rechtliche Grundlage geschaffen werden, mit embryonalen Stammzellen zu arbeiten, andererseits müssten Methoden gefunden werden, die Herzzellen rein herzustellen. "Der Ansatz ist mit der Forschungsarbeit gelungen", erklärt die Wissenschaftlerin abschließend.

Das Forschungsprojekt wurde vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) http://www.fwf.ac.at unterstützt. Der FWF ist Österreichs zentrale Einrichtung zur Förderung der Grundlagenforschung.

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