Enzym macht das Herz schwach
Genetische Ausschaltung schützt im Tierversuch vor chronischer
Herzschwäche / Heidelberger Kardiologen veröffentlichen in
"Proceedings of the National Academy of Sciences"
Ein Enzym macht das Mäuseherz für die chronische Herzschwäche
anfällig: Wird es ausgeschaltet, so bleibt das Herz trotz erhöhter
Belastung leistungsfähig. Diesen Schlüsselmechanismus haben
Kardiologen der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg zusammen
mit Wissenschaftlern der University of Texas in Dallas und des
Universitätsklinikums Göttingen im Mausmodell aufgeklärt und damit
einen vielversprechenden Ansatz für die gezielte Vorbeugung der
chronischen Herzschwäche entdeckt. Die Arbeit ist online in der
renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of
Sciences" veröffentlicht worden.
Dauerhaft erhöhter Blutdruck sowie Engstellen an Herzklappen oder
Aorta bedeuten Schwerstarbeit für das Herz. Kompensiert es diese
Belastung durch übermäßiges Muskelwachstum (Herzmuskelhypertrophie)
wird schließlich die Pumpleistung beeinträchtigt:
Herzrhythmusstörungen oder ein Herzversagen können die Folgen sein.
Weitere Risikofaktoren sind Übergewicht und Alter: Mehr als 40 Prozent
der über 70-Jährigen leiden an einer Herzmuskelhypertrophie.
Trotz Fortschritte in der medikamentösen Behandlung sterben jedes Jahr
rund 95.000 Menschen in Deutschland an den Folgen einer chronischen
Herzschwäche. "Es ist daher wichtig, Schlüsselmoleküle für die
Entwicklung der Herzschwäche zu finden, um neue und effizientere
Therapien zu entwickeln", erklärt Dr. Johannes Backs, Leiter einer
Nachwuchsgruppe in der Abteilung für Kardiologie, Angiologie und
Pneumologie (Direktor Prof. Dr. med. Hugo A. Katus) der Medizinischen
Universitätsklinik Heidelberg.
Enzym aktiviert Stressantwort und Dickenwachstum des Herzmuskels
Ein Schlüsselmolekül für das Dickenwachstum des Herzmuskels bei
Überlastung ist das körpereigene Enzym CaMKII delta (Calcium
/Calmodulin-abhängige Kinase II delta). Dies zeigte das internationale
Forscherteam um Dr. Backs an gentechnisch veränderten Mäusen, die
dieses Enzym nicht mehr bilden konnten: Indem sie die große Schlagader
operativ einengten, setzten sie das Herz einer erhöhten Druckbelastung
aus und simulierten damit andauernden Bluthochdruck oder
Herzklappenverengungen beim Menschen. Die zu erwartende Vergrößerung
des Herzens fiel jedoch sehr gering aus, die Tiere waren geschützt.
"Mit diesen Mäusen ist es uns erstmals gelungen, das Enzym CaMKII
delta vollständig auszuschalten und seine Funktion im Einzelnen zu
klären", so Dr. Backs: CaMKII delta hat einen direkten Einfluss auf
die Stressantwort der Zellen. Fehlt es, werden bestimmte Informationen
im Erbgut der Zellen nicht abgerufen, die normal bei Stress aktiviert
werden und zu Herzmuskelhypertrophie führen. "Es findet zwar noch ein
geringes Dickenwachstum des Herzens statt, dies reicht aber vermutlich
nicht aus, um eine Herzschwäche zu verursachen", sagt Dr. Backs. Unter
normalen Bedingungen zeigen die genetisch veränderten Mäuse keine
Auffälligkeiten; ihre Herzen funktionieren und reagieren normal.
Die Funktion von CaMKII delta als Vermittler der Stressantwort des
Herzens ist ein möglicher Ansatzpunkt für effektive Therapien: Die
Heidelberger Wissenschaftler suchen daher bereits Wirkstoffe, die
gezielt diese Funktion des Enzyms blockieren und so verhindern, dass
die Herzmuskelzellen auf Belastungsstress reagieren. Andere Funktionen
von CaMKII delta sollen dadurch nicht beeinträchtigt werden, was
schädlichen Nebenwirkungen vorbeugen kann.
Ansprechpartner:
Dr. Johannes Backs
Leiter Emmy Noether-Nachwuchsgruppe
Abteilung für Kardiologie der Medizinischen Universitätsklinik
Heidelberg
E-Mail: johannes.backs(at)med.uni-heidelberg.de
Literatur:
Backs J, Backs T, Neef S, Kreusser MM, Lehmann LH, Patrick DM, Grueter
CE, Qi X, Richardson JA, Hill JA, Katus HA, Bassel-Duby R, Maier LS,
Olson EN. The delta isoform of CaM kinase II is required for
pathological cardiac hypertrophy and remodeling after pressure
overload. Proc Natl Acad Sci USA. 2009 Jan 28. [Epub ahead of print]
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Kardiologie-Angiologie-und-
Pneumologie.106664.0.html
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und
renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische
Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international
bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa.
Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche
Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund
7.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In
mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit 1.600 Betten werden
jährlich rund 500.000 Patienten ambulant und stationär behandelt.
Derzeit studieren ca. 3.100 angehende Ärzte in Heidelberg; das
Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der
medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. (Stand 12/2008)
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/
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GlaxoSmithKline in etwa 3-minütigen
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