Eiweiß-Kontrolleure machen das Herz schwach

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Unter einem konfokalen Lasermikroskop zeigt die kräftige rote Färbung der untersuchten Herzzellen, dass sie das mit einem roten Fluoreszenzfarbstoff markierte Antagomir aufgenommen haben. Quelle: Engelhardt/TUM

04.12.2008  - 

Herzmuskelschwäche gehört in den westlichen Ländern zu den häufigsten Todesursachen. Forscher der Universität Würzburg haben nun herausgefunden, dass winzige Moleküle, die in der Zelle mit der Produktion von Eiweißen betraut sind – sogenannte microRNAs – eine entscheidende Rolle dabei spielen. Indem die Forscher die microRNA-Moleküle blockierten, konnten sie nicht nur Mäuse vor der Erkrankung schützen, sondern auch bereits an Herzmuskelschwäche leidende Nager heilen. Das entsprechende Molekül kommt auch beim Menschen im Herzen vor. Daraus könnten sich Therapiemöglichkeiten ergeben, wie die Forscher im Fachmagazin Nature (30. November 2008, Online-Vorabveröffentlichung) berichten.

MicroRNAs sind winzige Molekülschnipsel, die indirekt mitbestimmen, welche Eiweiße in einer Zelle produziert werden. Erst vor einigen Jahren wurden microRNAs entdeckt, mittlerweile sind sie ins Rampenlicht der aktuellen Forschung gerückt (mehr...) . Üblicherweise heften sich die microRNAs an ein weiteres RNA-Molekül, die sogenannte Boten-RNA. Dieses übermittelt die Bauanleitung eines Eiweißes von einem Gen an die dafür zuständige Fabrik in der Zelle.

MicroRNAs steuern ein Drittel der menschlichen Gene

Falls sich aber eine microRNA an sie anhängt, wird die Boten-RNA deaktiviert. Dadurch kann sie ihre Aufgabe nicht erfüllen, und das Eiweiß, das auf Anweisung der Boten-RNA entstanden wäre, wird nicht gebildet. Man nimmt an, dass durch solche microRNAs die Aktivität von bis zu einem Drittel aller menschlichen Gene mitbestimmt wird und dass microRNAs höchstwahrscheinlich auch zur Entwicklung verschiedener Zelltypen beitragen.

Wissenschaftler um Stefan Engelhardt, der vom DFG-Forschungszentrum für Experimentelle Biomedizin an der Universität Würzburg mittlerweile an die TU München gewechselt ist, sowie Thomas Thum und Johann Bauersachs von der Medizinischen Klink und Poliklinik in Würzburg haben nun erstmals eine microRNA, im Herzen ausfindig gemacht, die sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen für die Entstehung der Herzmuskelschwäche mit verantwortlich ist. Bei der Erkrankung ist der Stoffwechsel im Herzen gestört.

Zu viele Bindegewebszellen verursachen Herzmuskelschwäche

Computermodelle deuteten darauf hin, dass die neu entdeckte microRNA-21 an eine Boten-RNA mit dem Namen Spry1 bindet und deren Aktivität stoppt. Fehlt die regulierende Wirkung von Spry1, so werden mehr Bindegewebszellen gebildet als nötig, was zu einer Fibrose, einer Verhärtung des Gewebes führt. Nahm man früher an, dass die Fibrose eine Folgeerscheinung der Schädigung der Herzmuskelzellen ist, so stellen die Ergebnisse der Würzburger Forscher diese Hypothese auf den Kopf. Gleichzeitig weisen sie den Weg zur Bekämpfung einer durch ein Zuviel an microRNA-21 ausgelösten Herzinsuffizienz.

Blockiert man bei Mäusen nämlich die microRNA-21, so sind die Tiere gegen die Herzmuskelschwäche geschützt. Sogar bereits erkrankte Mäuse konnten die Herzforscher nach eigenen Angaben heilen. Als Therapie verabreichten die Forscher den Mäusen ein synthetisch hergestelltes Stück RNA – ein sogenanntes Antagomir – das wie eine Art Gegenstück auf die microRNA-21 passt und diese so unschädlich macht. Angegriffen wird nicht am Eiweiß, sondern an der RNA selbst.

Ergebnisse vermutlich auf den Menschen übertragbar

Die Würzburger Forscher hoffen, dass die Ergebnisse auch auf den Menschen übertragbar sind. "Wir haben jetzt ein ganz neues therapeutisches Werkzeug“, sagt Stefan Engelhardt, Mitautor der Studie. "Gegenwärtige Therapien können das Fortschreiten der Herzinsuffizienz lediglich verlangsamen, jedoch meist nicht heilen. Unsere Ergebnisse zeigen erstmals einen Weg, wie diese Krankheit durch Regulation von microRNA behandelt werden könnte." Außerdem sei der micro-RNA-Blocker chemisch "relativ einfach aufgebaut und sehr leicht herzustellen“. Die Wissenschaftler sind diesbezüglich bereits mit Sanofi Aventis in Kontakt. Bis die neue Methode allerdings in Form von Medikamenten zur Verfügung steht, bedarf es noch einiger Jahre intensiver Forschungsarbeit.