Herzregeneration: Warum unser Herz das nicht kann

Schäden am Herzen führen meist früher oder später zum Tod. Denn das menschliche Herz ist nicht in der Lage, sich selbst zu heilen. Herzversagen ist deshalb die häufigste Todesursache weltweit. Doch weshalb kann sich das menschliche Herz nicht regenerieren?

Lurch- und Zebrafischherzen heilen sich selbst

Ist das Herz einmal beschädigt, führt das zum Absterben von Herzzellen. In der Folge  nimmt die Herzfunktion ab und schließlich kann das auch zum Tod führen. Im Gegensatz zu Zebrafischen und Lurchen. Deren Herzen haben damit kein Problem, sie heilen sich einfach selbst. Sterben Herzzellen ab, vermehren sich die, die noch vorhanden sind und ersetzen sie.

Fähigkeit zur Herzregeneration geht verloren

Weshalb das beim Menschen nicht funktioniert? Mit dieser Frage haben sich auch Wissenschaftler des Universitätsklinikum Erlangen beschäftigt. Bei ihren Forschungen haben sie eine mögliche Antwort darauf gefunden.

Menschen und auch andere Säugetiere verlieren die Fähigkeit zur Herzregeneration bereits kurz nach der Geburt. Das wie und warum dieses Vorgangs ist bisher ungeklärt. Auch weiß man nicht, ob sich diese Fähigkeit mit medizinischer Hilfe wieder erlernen ließe.

Zentrosomen regeln die Zellvermehrung

Die Forscher rund um Dr. David Zebrowski und Professor Dr. Felix B. Engel von der Nephropathologie (Abteilung für Nierenerkrankungen) in Erlangen erklären sich dieses Phänomen nun folgendermaßen: „Wir haben in unserer Studie entdeckt, dass das Zentrosom in Herzmuskelzellen in einem schleichenden Prozess, der kurz nach der Geburt abgeschlossen ist, zerfällt“, sagt Prof. Engel. Dabei verlässt ein Teil der Proteine das Zentrosom, lagert sich an die Membran des Zellkerns an und verliert damit die Fähigkeit sich zu vermehren.

In verschiedenen Experimenten der letzten Jahre wurde bereits aufgezeigt, dass ein beschädigtes Zentrosom die Zelle an der Vermehrung hindert. Dies wirft vor allem Fragen auf, die die Krebsforschung betreffen, da sich hier die Zellen unkontrolliert vermehren. Inwieweit kann also das Zentrosom manipuliert werden?

Wesentlicher Unterschied

Nun haben die Forscher untersucht, wie die Zellvermehrung bestimmter Zellen im Tierreich kontrolliert wird und ob der Zustand der Zentrosomen natürlich reguliert wird.

„Mit großer Überraschung haben wir festgestellt, dass das Zentrosom in Herzmuskelzellen von Zebrafischen und Lurchen bis ins Erwachsenenalter intakt bleibt“, sagt Dr. David Zebrowski, der sich seit fünf Jahren mit der Forschung an Zentrosomen beschäftigt. „Damit haben wir zum ersten Mal einen wesentlichen Unterschied zwischen den Herzmuskelzellen von Säugetieren und Zebrafischen sowie Lurchen entdeckt, der erklären kann, warum der Mensch sein Herz nicht regenerieren kann.“

Die Forschungsmöglichkeiten sind vielfältig

Es gibt also eine natürliche Regulation der Zentrosomen-Integrität in den Herzmuskelzellen von Säugern. Dadurch bieten sich vielfältig Möglichkeiten für zukünftige Forschung. Zum einen eröffnet diese Erkenntnis einen neuen Ansatzpunkt, mit dem sich vielleicht die Vermehrung von Herzmuskelzellen stimulieren ließe. Zum anderen ließe sie sich auch für eine neue Form der Therapie von Herzpatienten nützen. Indem man gezielt nach Herzzellen sucht, könnten diejenigen gefunden werden, die die Fähigkeit zur Vermehrung nicht verloren haben. Die Herzregeneration wäre damit in Reichweite.

Kann der Mechanismus der Zentrosomen entschlüsselt werden, so würde dies ebenfalls einen Fortschritt in der Krebsforschung bedeuten. Das unkontrollierte Vermehren von Krebszellen könnte möglicherweise gehemmt werden.

Die Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler im Fachmagazin eLife veröffentlicht.