Regenerative Strategien zur Herzreparatur

Das Herz ist eine wunderbare Maschine, die bei erwachsenen Menschen täglich 8000 Liter Blut durch unseren Körper befördert. Diese Leistung ist umso beeindruckender, wenn man bedenkt, dass sich die erwachsenen menschlichen Herzmuskelz ellen (Kardiomyozyt en) kaum teilen und somit bei Problemen mit der "Maschine" keine neuen Zellen bilden können. Vor diesem Hintergrund ist es kaum verwunderlich, dass Herz-Kreislauf- Erkrankungen, einschließlich Herzinfarkt, die häufigste Todesursac he in der westlichen Welt sind. Im Gegensatz zu erwachsenen Säugetieren können neugeborene Mäuse ihr Herz nach einer Verletzung regenerieren, doch geht diese Fähigkeit 7 Tage nach der Geburt verloren. Im Gegensatz dazu haben einige "Superhelden"-Organis men wie Zebrafische und der Salamander Ambystoma Mexicanum (Axolotl) lebenslang robuste Regenerat ionsfähigkeit en, die die Heilung von Kiemen, Gliedmaßen, Rückenmark und Herzen ermöglic hen. In den letzten Jahren wurde viel daran gearbeit et, zu verstehen, warum erwachsene Mäuse ihre Herzen nicht heilen können, und es wurden Versuche unternommen, die Heilung durch die Verwendung zellulärer Hinweise von neugeborenen Mäusen zu induzieren. Obwohl diese Arbeiten zu einem besseren Verständnis des Unterschieds zwischen regenerierenden und nicht regenerierenden Systemen geführt haben, hat bis heute noch keine Behandlung zur Herzregenerat ion klinische Versuche erfolgreic h abgeschloss en. Das Herz besitzt neben den Kardiomyozyt en noch andere Zelltypen, darunter Fibroblasten, Endothelz ellen und Immunzellen. Nach einer Verletzung arbeiten all diese Zellen zusammen, um die Heilung zu fördern. Es wurden jedoch nur sehr wenige Studien durchgeführt, um zu verstehen, wie sie in Axolotln arbeiten, um eine Regeneration zu erreichen, und noch weniger Studien versuchten, die Regenerat ion von Axolotln und Säugetieren zu vergleichen. In diesem Projekt werden wir neu entwickelte Instrument e einsetzen, um die verschiedenen Herzzelltypen zu zerlegen und zu verstehen, wie sie im Axolotl miteinander kommunizieren. Anschließend werden wir untersuchen, ob ähnliche Interaktionen auch bei sich regenerierenden neonatalen Mäusen auftreten und nicht bei sich nicht regenerierenden erwachsenen Mäusen. Durch diese Vergleic he könnten wir einen neuen "pro-regenerativen" Zelltyp oder Prozess identifizieren, der für die Herzregeneration wichtig sein könnte. Um dies zu testen, werden wir zwei Arten von Experiment en durchführen: "Funktionsverlust", bei dem wir den Prozess in Axolotl hemmen und prüfen, ob die Regeneration beeinträc htigt ist. Die zweite Art ist die "Funktionsverstärkung", bei der wir den pro-regenerativen Prozess in verletzten Herzen erwachsener Mäuse induzieren und sehen, ob tatsächlich eine Regeneration stattfindet. Dieses Projekt ist nicht nur für die Grundlagenforschung von Bedeutung, sondern verfolgt auch das übergeordnete Ziel, die Heilung des Herzens zu fördern und den Weg für die künftige klinische Entwicklung zu ebnen.