Neues Medikament begrenzt die Schädigung des Herzmuskels durch Herzinfarkt
Ein experimentelles Medikament hat sich als vielversprechend erwiesen, um den Schaden zu begrenzen, den ein Herzinfarkt dem Herzen zufügen kann. Es zielt auf ein Protein ab, das eine zentrale Rolle beim Tod von Herzmuskelzellen spielt.
Tests an Mäusen haben gezeigt, dass das Medikament Herzverletzungen durch einen Herzinfarkt deutlich reduzieren kann.
Das niedermolekulare Medikament blockiert das Protein MAP4K4, das die oxidativen Stresssignale weiterleitet, die den Tod von Herzmuskelzellen und die Schädigung des Gewebes verursachen.
"Es gibt keine existierenden Therapien", sagt der leitende Forscher Dr. Michael D. Schneider vom Imperial College London in Großbritannien, "die sich direkt mit dem Problem des Muskelzelltods befassen, und dies wäre eine Revolution bei der Behandlung von Herzinfarkten." . ”
Schneider und das Team berichten über ihre Ergebnisse in einem Artikel, der jetzt im Journal erscheint Zellstammzelle.
Dort beschreiben sie auch, wie sie Herzgewebe aus menschlichen Stammzellen gezüchtet haben, und entwickelten eine Methode zur Modellierung eines „Herzinfarkts in einer Schale“ zum Testen des Arzneimittels.
Herzinfarkt und Herzinsuffizienz
Herzinfarkt ist die gebräuchliche Bezeichnung für Myokardinfarkt, was den Tod von Herzmuskelgewebe aufgrund eines Mangels an Sauerstoff und Nährstoffen bedeutet. Es tritt auf, wenn ein Gerinnsel eine der Arterien verstopft, die nährstoff- und sauerstoffreiches Blut zum Herzen bringen.
Wenn sie nicht genug Sauerstoff und Nährstoffe erhalten, werden die Herzzellen gestresst, erzeugen Stresssignale und sterben schließlich ab.
Der Verlust von Zellen schädigt den Herzmuskel und führt dazu, dass das Herz weniger effizient pumpt. Dies führt zu einer Herzinsuffizienz, bei der das Herz nicht genug Blut pumpen kann, um die Bedürfnisse des Körpers zu befriedigen.
Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) leiden in den USA rund 5,7 Millionen Erwachsene an Herzinsuffizienz.
Menschen mit Herzinsuffizienz haben Probleme mit alltäglichen Aktivitäten und sind leicht außer Atem. Sie fühlen sich fast die ganze Zeit schwach und müde und haben Schwierigkeiten beim Atmen, wenn sie sich hinlegen. Andere Symptome sind Gewichtszunahme und Schwellung der Füße, Knöchel, Beine und des Magens.
Dank Behandlungen wie Medikamenten, die Blutgerinnsel aufbrechen, und Stents, die die Arterien offen halten, überleben immer mehr Menschen Herzinfarkte. Dies bedeutet, dass auch die Zahl der Menschen mit Herzinsuffizienz zunimmt.
Reduzierung des Zelltods durch oxidativen Stress
Der Stress signalisiert, dass ein Herzinfarkt im Herzmuskel auch nach Wiederherstellung des Blutflusses auftritt.
Während es wichtig ist, den Blutfluss nach einem Herzinfarkt wiederherzustellen, müssen auch Behandlungen hinzugefügt werden, die diese „Reperfusionsverletzung“ begrenzen. Wissenschaftler suchen seit einiger Zeit nach solchen Behandlungen.
Dr. Schneider und sein Team sind die ersten, die die Rolle von MAP4K4 in dem Prozess aufdecken, durch den ein Herzinfarkt durch Induktion von oxidativem Stress Herzmuskelzellen abtötet.
Bei ihrer Untersuchung stellten sie fest, dass MAP4K4 nach einem Herzinfarkt im Herzgewebe von Menschen mit Herzinsuffizienz und auch bei Mäusen aktiv ist.
Anschließend entwickelten sie eine Reihe von „hochselektiven“ niedermolekularen Blockern von MAP4K4 und zeigten, dass ihre Verwendung menschliche Herzmuskelzellen wirksam vor „tödlichen experimentellen Verletzungen“ schützen kann.
Sie verwendeten Chemikalien, um oxidativen Stress in Herzzellen und menschlichem Herzmuskelgewebe zu induzieren, die sie aus vom Menschen induzierten pluripotenten Stammzellen gezüchtet hatten.
Das Team beobachtete, wie oxidativer Stress MAP4K4 aktivierte und wie eine Erhöhung des Proteinspiegels auch die Herzmuskelzellen empfindlicher dafür machte. Das Blockieren des Proteins hingegen schützte die Zellen vor dem stressinduzierten Tod.
Zuerst, um das Medikament an menschlichen Zellen zu testen
Im Anschluss an die Zellexperimente wählten die Wissenschaftler ein kleines Molekülkandidat aus und führten es „in weitere Proof-of-Concept-Studien an Mäusen“ ein.
Das Team stellte fest, dass die Verabreichung des Arzneimittels an Mäuse 1 Stunde nach Wiederherstellung des Blutflusses zum Herzen die Reperfusionsverletzung „um mehr als 50 Prozent“ reduzierte.
Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse zu einer Injektion führen, die Ärzte Menschen geben können, die sich einer Ballonangioplastie unterziehen müssen, um nach einem Herzinfarkt eine verstopfte Arterie zu öffnen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass ein solches Medikament auch dazu beitragen könnte, Herzmuskelschäden durch Herzinfarkte in Regionen zu begrenzen, in denen kein schneller Zugang zu Behandlungen besteht, die den Blutfluss wiederherstellen.
Das Team ist der Ansicht, dass das Medikament, da es in einem Modell getestet wurde, das es unter Verwendung menschlicher Stammzellen entwickelt hatte, gute Chancen haben sollte, in klinischen Studien am Menschen erfolgreich zu sein.
„Ein Grund, warum viele Herzmedikamente in klinischen Studien versagt haben, könnte sein, dass sie vor der Klinik nicht in menschlichen Zellen getestet wurden. Wenn wir sowohl menschliche Zellen als auch Tiere verwenden, können wir sicherer über die Moleküle sein, die wir vorantreiben. “
Dr. Michael D. Schneider
