Ein gebrochenes Herz regenerieren
Während romantische Menschen sagen würden, dass nur die Zeit ein gebrochenes Herz heilen kann, wird im EU-finanzierten Projekt CardHeal vermutet, dass die Wissenschaft das Richtige tun könnte. Das Projekt befasst sich mit der Herzregeneration und ihrer Rolle bei der Heilung eines Herzens, das nicht durch einen bösen Unfall, sondern durch eine Erkrankung geschädigt wurde. „Die Herzregeneration zielt darauf ab, die natürliche Regenerationsfähigkeit des Körpers, die vor allem in jungen Jahren zum Tragen kommt, zu nutzen, um irreversibel geschädigtes Herzgewebe zu heilen“, erklärt Eldad Tzahor(öffnet in neuem Fenster), Professor am Weizmann Institute of Science(öffnet in neuem Fenster). Das vom Europäischen Forschungsrat(öffnet in neuem Fenster) unterstützte Projekt konzentrierte sich auf zwei regenerative Moleküle: ErbB2 und Agrin. „Wir haben entdeckt, dass diese beiden Signale eine Schlüsselrolle bei der Förderung der Herzregeneration nach einer Herzmuskelverletzung wie einem Herzinfarkt einnehmen“, fügt Tzahor hinzu. ErbB2 ist ein Gen, das bei bösartigen Erkrankungen des Menschen wie Krebs bedeutsam ist und auch das normale Wachstum des Herzens vor der Geburt steuert. Agrin ist ein Protein, das an der Bildung des neuromuskulären Systems während der embryonalen Entwicklung beteiligt ist, aber seine Rolle im Herzen war nicht bekannt.
ErbB2 ein- und ausschalten
Laut Tzahor hängt die Rolle von ErbB2 bei der Herzregeneration davon ab, ob das Gen ein- oder ausgeschaltet ist. „Wenn das Gen ‚eingeschaltet‘ ist, werden sich die Kardiomyozyten – die Zellen, die für die Kontraktion des Herzens verantwortlich sind – entdifferenzieren und teilen“, erklärt er. „Aber wenn ErbB2 ‚ausgeschaltet‘ wird, dann wird sich der Kardiomyozyt redifferenzieren.“ Die Entdifferenzierung ist ein Mechanismus, bei dem sich reife Zellen in weniger reife Zellen verwandeln, während die Redifferenzierung stattfindet, wenn die entdifferenzierten Zellen so weit ausgereift sind, dass sie bestimmte Aufgaben erfüllen können, wobei sie dann ihre Fähigkeit zur Teilung verlieren. „Wir konnten aufzeigen, dass die Aktivierung des ErbB2-Signalwegs in Kardiomyozyten für eine kurze Zeit, zwei bis drei Wochen, eine massive Regeneration des Herzens bei erwachsenen Mäusen fördern kann“, sagt Tzahor.
Die therapeutischen Wirkungen von Agrin
Das Projekt CardHeal hat verdeutlicht, dass eine latente Regenerationsmaschinerie geweckt werden kann – sogar bei erwachsenen Säugetieren. Der Schlüssel dazu könnten Moleküle wie ErbB2 und Agrin sein. Tzahors Team hat die therapeutische Wirkung des Matrixproteins Agrin untersucht. Es fand heraus, dass das Protein, wenn es in die verletzten Herzen von Mäusen und Schweinen verabreicht wird, eine signifikante regenerative Reaktion auslöst. „Durch den Nachweis der Fähigkeit von Agrin, die Herzreparatur bei Schweinen nach einer akuten Herzmuskelverletzung zu stimulieren, haben wir den Weg für seinen potenziellen klinischen Einsatz in der Herzregenerationstherapie bereitet, die wir heute anstreben“, so Tzahor.
Spannende Zeiten für die Herzregeneration
Die Projektergebnisse, die in mehreren führenden wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden, sind in der Fachwelt auf große Resonanz gestoßen. Sie legten auch den Grundstein für ein neues Start-up-Unternehmen, das die Anwendung der Agrin-Therapie bei Erkrankten mit Herzerkrankungen vorantreiben will. Phase-I-Versuche am Menschen werden voraussichtlich 2025 beginnen. „Dies sind aufregende Zeiten für den Bereich der Herzregeneration und für mein Team“, so Tzahor abschließend. Dennoch gilt es noch viele Herausforderungen zu meistern. Die Forschenden arbeiten derzeit daran, ihre Forschung zu erweitern, um den ganzheitlichen Heilungsprozess des Herzens nach einer Verletzung besser nachzuvollziehen. Dementsprechend erforschen sie den „Crosstalk“, der zwischen allen Herzzelltypen stattfindet, und ob diese Kommunikation für die Regeneration genutzt und harmonisiert werden kann.
