Was ein exotischer Fisch für die Gesundheit des menschlichen Herzens tun kann
Menschen mit Herzinsuffizienz leiden unter Herzzellverlust, der den Herzmuskel so stark schädigen kann, dass sie eine Transplantation benötigen. Eine Art exotischer Fische, der Tetra-Fisch, hat die erstaunliche Fähigkeit, sein eigenes Herz zu reparieren. Können wir diesen Mechanismus anwenden, um menschliche Herzen zu heilen?
Der Tetra-Fisch ist eine Art Süßwasserfisch, der aus Regionen Südamerikas und Süd-Nordamerikas stammt. Viele Tetra-Arten sind bei Aquarienbesitzern aufgrund ihrer einzigartigen Färbung und der Tatsache, dass sie relativ einfach zu halten sind, beliebt.
Eine neue Studie legt nahe, dass sie jetzt auch bei Forschern beliebt sind, allerdings aus einem ganz anderen Grund. Die meisten Tetrafischarten können nach Herzschäden ihr eigenes Herz heilen.
Dr. Mathilda Mommersteeg, eine außerordentliche Professorin an der Universität von Oxford in Großbritannien, leitete kürzlich ein Forscherteam, das sich bemühte zu verstehen, wie Tetra-Fische Herzgewebe regenerieren können.
Das Team untersuchte zwei verschiedene Unterarten von Tetra-Fischen. Astyanax mexicanus, die in Mexiko beheimatet sind. Eine dieser Unterarten lebt in Flüssen, ist wunderschön gefärbt und kann ihr eigenes Herz heilen.
Fische der anderen Unterarten, die als „Blind Cave Tetra“ bekannt sind, bevölkern das Wasser der Pachón-Höhle in Mexiko. Diese Fische haben nicht nur ihre Farbe und ihr Sehvermögen verloren, von denen keiner ihnen in der Dunkelheit der Höhle dient, sondern sie haben auch nicht mehr die Fähigkeit, Herzgewebe zu regenerieren.
In einer kürzlich durchgeführten Studie hat das Team von Dr. Mommersteeg die genetischen Profile der beiden Arten von Tetrafischen verglichen, um zu verstehen, welche genetischen Merkmale für die Selbstheilungskräfte verantwortlich sein können.
Die Ergebnisse der Studie, die von der British Heart Foundation unterstützt wurden, erscheinen in der Zeitschrift Zellenberichte.
Das Gen, das die Herzreparatur antreibt
Das Team von Dr. Mommersteeg analysierte und verglich die genetischen Profile beider Fischarten. Dabei identifizierten sie drei Bereiche in ihrem Genom, die für die Fähigkeit zur Regeneration von geschädigtem Herzgewebe relevant waren.
Bei der weiteren Analyse dieser genetischen Bereiche konnten die Forscher auch die Gene identifizieren, die für die Herzregeneration am wichtigsten sind.
Als sie die Aktivität dieser Gene im Tetra des Flusses und im Tetra der blinden Höhle nach Herzschäden verglichen, stellten die Wissenschaftler fest, dass zwei Gene, lrrc10 und Caveolinhatte Aktivität nur im Fluss Tetra erhöht.
„Eine echte Herausforderung bestand bisher darin, Herzschäden und Reparaturen bei Fischen mit dem zu vergleichen, was wir beim Menschen sehen. Indem wir Flussfische und Höhlenfische nebeneinander betrachten, konnten wir die Gene heraussuchen, die für die Herzregeneration verantwortlich sind “, sagt Dr. Mommersteeg.
Frühere Untersuchungen an Mäusen haben dies gezeigt lrrc10 ist mit einer Herzerkrankung verbunden, die als dilatative Kardiomyopathie bezeichnet wird und bei der das Herz übermäßig vergrößert wird und nicht mehr in der Lage ist, Blut richtig zu pumpen. Die Ergebnisse weiterer Studien haben dies nahegelegt lrrc10 spielt eine Schlüsselrolle bei der Kontraktion und Expansion von Herzzellen.
Um zu bestätigen, dass dieses Gen auch an der Regeneration von geschädigtem Herzgewebe beteiligt ist, wandten sich die Forscher der aktuellen Studie dem Zebrafisch zu, einer weiteren Süßwasserart, die bei Aquarianern beliebt ist. Wie die Tetrafische können auch Zebrafische bei Bedarf Herzgewebe regenerieren.
Neue Hoffnungen für zukünftige Behandlungen
Im zweiten Teil ihrer Studie blockierten die Forscher lrrc10 Genexpression im Zebrafisch. Diese Tiere wurden nicht mehr in der Lage, Herzschäden effektiv zu reparieren. Dies, sagen die Forscher, deutet darauf hin lrrc10 ist in der Tat für die Herzregeneration verantwortlich.
"Es ist noch früh, aber wir freuen uns unglaublich über diese bemerkenswerten Fische und das Potenzial, das Leben von Menschen mit geschädigten Herzen zu verändern", bemerkt Dr. Mommersteeg.
In Zukunft hofft das Forscherteam, mehr über die Mechanismen zu erfahren, die hinter der Fähigkeit stehen, beschädigtes Herzgewebe zu heilen. Sie wollen dieses Wissen nutzen, um Herzgewebe bei Menschen zu reparieren, die Probleme mit diesem Organ haben, wie z. B. Herzinsuffizienz.
Herzinsuffizienz tritt häufig aufgrund eines Herzinfarkts auf, bei dem der Herzmuskel geschädigt wird und nach und nach Zellen verliert, die durch Narbengewebe ersetzt werden. Dieser Prozess kann dazu führen, dass das Herz nicht mehr richtig funktioniert. Infolgedessen benötigen viele Menschen mit schwerer Herzinsuffizienz eine Herztransplantation.
Wenn Tetra-Fische uns jedoch beibringen können, wie man das Herz heilt, werden Transplantationen in Zukunft möglicherweise weniger notwendig.
„Diese bemerkenswerten Ergebnisse zeigen, wie viel noch aus dem reichen Wandteppich der Natur zu lernen ist“, sagt Prof. Metin Avkiran, Associate Medical Director bei der British Heart Foundation.
„Es ist besonders interessant, dass die Fähigkeit des Flussfisches, sein Herz zu regenerieren, aus der Fähigkeit resultieren kann, die Narbenbildung zu unterdrücken. Wir müssen jetzt herausfinden, ob wir ähnliche Mechanismen nutzen können, um beschädigte menschliche Herzen zu reparieren. “
Prof. Metin Avkiran
„Die Überlebensraten bei Herzinsuffizienz haben sich in den letzten 20 Jahren kaum verändert, und die Lebenserwartung ist schlechter als bei vielen Krebsarten. Durchbrüche sind dringend erforderlich, um die durch diesen schrecklichen Zustand verursachten Verwüstungen zu lindern “, fügt er hinzu.
