Das Anvisieren von Mikrotubuli könnte eine Herzinsuffizienz verhindern
Forscher veröffentlichen eine Studie in der Zeitschrift Naturmedizin das bestimmte die Ursache für "steifes Herz". Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, zukünftige Fälle von Herzinsuffizienz zu verhindern.
Eine der häufigsten Ursachen für Herzinsuffizienz ist das „Stiff Heart Syndrome“.
Laut Dr. Jerry Sokol - einem Kardiologen in Deer Park, NY - führt dies dazu, dass sich Flüssigkeit ansammelt und in die Lunge zurückkehrt.
Dies tritt „normalerweise bei Patienten auf, die älter als 60 Jahre sind“, sagt er.
Auf mikrozellulärer Ebene zeigten sie, dass steifes Herz mit Mikrotubuli in den Zellen des Herzmuskels in Beziehung zu stehen scheint.
Durch die Behandlung dieser Mikrotubuli mit neu entwickelten Forschungsergebnissen und Medikamenten können Herzchirurgen Patienten mit dieser Art von Herzinsuffizienz bald wirksamer behandeln.
Die neue Studie wurde von Dr. Ben Prosser geleitet - einem Assistenzprofessor für Physiologie an der Perelman School of Medicine an der Universität von Pennsylvania in Philadelphia - und ist eine „Fortsetzung“ der vor zwei Jahren durchgeführten Forschung darüber, wie Mikrotubuli zur Regulierung des Herzschlags beitragen .
Untersuchung von Mikrotubuli
"Diese Ergebnisse liefern überzeugende Beweise aus menschlichen Proben für ein neues therapeutisches Ziel für Herzerkrankungen", sagt Dr. Prosser; Sein Team möchte „Therapien entwickeln, die die beschädigten Mikrotubuli aufsuchen, um ihren schädlichen Einfluss umzukehren“.
Normalerweise haben Mikrotubuli-Zellen im Herzen verschiedene strukturelle und signalisierende Rollen. Wenn diese Mikrotubuli verändert werden, wird angenommen, dass das Ergebnis eine Herzerkrankung auslöst.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass chemische Veränderungen der Mikrotubuli, die als Detyrosinierung bezeichnet werden, dh die Entfernung einer chemischen Tyrosin-Gruppe, den Herzschlag einer Person steuern.
Detyrosinierte Mikrotubuli bieten Widerstand, der „die Bewegung kontrahierender Herzmuskelzellen behindern kann“. Dr. Prosser und sein Team testeten einzelne Herzmuskelzellen, um Veränderungen im Mikrotubuli-Netzwerk der Zelle und deren Folgen für die normale Herzfunktion zu identifizieren.
Die analysierten Gewebe aus dem linken Ventrikel von Herztransplantationspatienten zeigten einen konsistenten Proteingehalt, der zur Versteifung von Mikrotubuli führte.
Dank der hochauflösenden Bildgebung fanden die Forscher auch ein „dichtes, stark detyrosiniertes Mikrotubuli-Netzwerk in den erkrankten Herzmuskelzellen“.
Die Forscher verwendeten ein Medikament zur Unterdrückung der detyrosinierten Mikrotubuli und stellten erfolgreich etwa 50 Prozent der verlorenen kontraktilen Funktion in den erkrankten Zellen wieder her. Sie zeigten auch, dass eine genetische Senkung der Detyrosinierung von Mikrotubuli alle erkrankten Zellen „erweicht“ und somit ihre Kontraktionsfähigkeit verbessert.
Laut Dr. Sokol tritt im Gegensatz zu der üblichen Art der Herzinsuffizienz - die normalerweise durch einen geschwächten Herzmuskel verursacht wird (wenn sich das Herz nach dem Pumpen nicht gut zusammenzieht) - ein steifes Herz auf, das zu einer Herzinsuffizienz führt, weil das Herz dies nicht tut. Entspannen Sie sich “gut nach dem Zusammenziehen.
"Außerdem", sagt er, "ist das Herz umso schwächer, je mehr geschädigte [Mikrotubuli] man hat." Wenn die beschädigten Mikrotubuli komprimiert werden, funktioniert das Herz besser. “
Frühere klinische Daten der Einrichtung ergaben eine „direkte Korrelation zwischen einer übermäßigen Detyrosinierung der Mikrotubuli und einer Verschlechterung der Herzfunktion“ bei Patienten mit hypertropher Kardiomyopathie.
In diesem Zustand kann ein verdickter Herzmuskel zu Problemen bei der Aufrechterhaltung des richtigen Blutdrucks und des Blutflusses durch das Herz führen.
Informationen aus Transplantationen
Für diese Studie zitierte das Team Forschungsergebnisse des Transplantationskardiologen und Co-Autors der Studie, Dr. Ken Margulies, Professor für Herz-Kreislauf-Medizin.
Dr. Margulies verglich menschliches Herzgewebe, das von Herztransplantationspatienten gespendet wurde, mit normalem Herzgewebe von anderen Spendern. Das Ergebnis war, dass die Detyrosinierung bei erkrankten Herzen größer war.
Daher enthalten Zellen aus erkrankten Herzen mehr Mikrotubuli, und diese Mikrotubuli besitzen eine stärkere Detyrosinierung.
Dieser Prozess bedeutete eine Funktionsstörung bei dieser Patientenpopulation; Ihre Herzen hatten vor der Transplantation eine niedrigere Ejektionsfraktion (ein Marker für die Herzgesundheit, mit der das bei jeder Kontraktion aus den Herzventrikeln gepumpte Blut gemessen werden soll), die mit einer stärkeren Detyrosinierung übereinstimmte.
Derzeit sucht das Team nach Möglichkeiten, nur auf Mikrotubuli von Herzmuskelzellen abzuzielen. Mithilfe des Penn Gene Vector Core verfeinern die Wissenschaftler gentherapeutische Ansätze, um „ein Enzym zum Herzen zu transportieren, das die Detyrosinierung in Herzmuskelzellen umkehrt“.
Dr. Sokol fügt hinzu: "Herzinsuffizienz ist eine der schwerwiegendsten Arten von Herzerkrankungen und tritt mit zunehmendem Alter sowohl bei Männern als auch bei Frauen immer häufiger auf."
"Diese neue Studie von Penn steckt noch in den Kinderschuhen", schließt er, "wird aber hoffentlich eine Herzinsuffizienz bei Patienten verhindern, was zu einem gesünderen Leben führt."
