Trotz aller medizinischer Fortschritte sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen noch immer mit Abstand die Todesursache Nummer 1 in Deutschland, Mit rund 37 Prozent der Todesfälle liegen sie laut des Herzberichts der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DKG) vor „bösartigen Neubildungen“ mit 25 Prozent. Außerdem mussten 2017 deutlich mehr Menschen wegen Erkrankungen des Herzens in Krankenhäusern behandelt werden als in den Jahren zuvor.

Dem Bericht zufolge gab es aufgrund von Herzerkrankungen mehr als 1,71 Millionen Krankenhauseinweisungen, das waren über 37.800 (1,5%) mehr als noch 2015. Unter den einzelnen Herzerkrankungen zeigten sich ebenfalls Änderungen: Herzklappenerkrankungen nahmen um 5,8 % zu, Herzrhythmusstörungen um 3,0 %, Herzinsuffizienz um 3,7 %.

Obwohl Herzschwäche damit eine der häufigsten Herzerkrankungen ist, gibt sie den Medizinern bisher noch große Rätsel auf. Forscher aus verschiedenen Fachrichtungen des Deutschen Zentrums für Herzinsuffizienz Würzburg DZHI forschen deshalb an neuen neuen Konzepten und Strategien für die Diagnostik, Prävention und Therapie der Herzinsuffizienz.

Herzinsuffizienz

© Arthur Marshall on Unsplash

Herzinsuffizienz und Grauer Star schon im frühen Kindesalter

Dabei haben sie eine neue Genmutation als Auslöser für eine dilatative Kardiomyopathie (krankhafte Erweiterung des Herzmuskels) gefunden. Bisher wurden rund 50 Gene als Auslöser für eine dilatative Kardiomyopathie (DCM) gefunden, die Entdeckung des LEMD2-Gens hat dieses Spektrum um ein zusätzliches erweitert. Diese Mutation im Kernmembranprotein LEMD2 löst nicht nur eine Herzschwäche und Herzrhythmusstörungen aus, die sogar zu einem plötzlichen Herztod führen können. Laut der Kardiogenetikerin Prof. Dr. Brenda Gerull, Leiterin des Departments Kardiovaskuläre Genetik am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI) und ihrer wissenschaftlichen Mitarbeiterin Ruping Chen geht sie auch mit einem Katarakt (grauen Star) im frühen Kindesalter einher.

Diese Linsentrübung ist üblicherweise eine Erkrankung, die erst im höheren Lebensalter auftritt. „Es ist schon etwas länger bekannt, dass LEMD2 eine Linsentrübung im frühen Kindesalter auslöst, die landläufig als grauer Star bekannt ist. Wir haben nun herausgefunden, dass diese Mutation im LEMD2 neben dem Katarakt auch eine schwere Form der Kardiomyopathie verursacht, ähnlich der Mutationen im sogenannten Lamin-Gen. Interessanterweise können beide Proteine im veränderten Zustand auch zu Frühalterungskrankheiten führen, zu denen die Progerie gehört“, berichtet Gerull.

„Patienten mit dem Gendefekt bilden Narben im Herzmuskelgewebe aus, die dann zu den gefürchteten Herzrhythmusstörungen schon bei jungen Erwachsenen führen können“, erklärt die Forscherin. „Sowohl das Herzmuskelgewebe von Betroffenen als auch deren Hautzellen weisen veränderte Zellkerne auf, wobei das in der Peripherie des Zellkerns liegende Heterochromatin stark kondensiert und verklumpt erscheint.“ Weitere Untersuchungen an den Fibroblasten hätten gezeigt, dass die Zellen schneller altern, der Zellzyklus verlangsamt abläuft, das Wachstum und die Vermehrung von Zellen eingeschränkt sind und die Zellen sich daher langsamer teilen.

Herzinsuffizienz

Ruping Chen (PhD) untersucht am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz die Folgen der LEMD2 Mutation im Mausmodell und hat schon nach wenigen Wochen Veränderungen am Herzen entdeckt. © Daniel Oppelt

Hilft LEMD2 auch bei der Erforschung von „Waisen-Krankheiten“?

Das LEMD2-Gen scheint im Zellkern eine wichtige Rolle zu spielen, bisher ist seine Funktion aber noch nicht sehr gut untersucht. Laut Aussagen der Wissenschaftler weist es aber Übereinstimmungen mit der seit langem bekannten Gruppe anderer veränderter Kernmembranproteine auf, die zu sogenannten Laminopathien („Waisen-Krankheiten“) führen. Das sind sehr seltene, vererbbare Krankheiten, die sich schon bald nach der Geburt in zunehmenden Maße manifestieren und meist zum frühen Tod der Betroffenen führen.

Trotz intensiver Forschung verstehen die Mediziner die komplexen Mechanismen noch immer nicht vollständig. Sie hoffen, dass das neu entdeckte LEMD2 dabei helfen könnte, „die Mechanismen, die zu dieser speziellen Form der arrhythmischen Kardiomyopathie führen, zu verstehen und entsprechende therapeutische Ansätze im Gesamtkomplex dieser Proteine zu finden“.

Ruping Chen, Postdoc im Department Kardiovaskuläre Genetik und spezialisiert auf Alterungsforschung, hat im Rahmen ihrer Forschungen bereits erste, wichtige Ergebnisse erzielt. Mithilfe einer speziellen Technologie wurde die humane Mutation des LEMD2-Gens in ein Mausmodell eingebracht, woraufhin sich schon nach wenigen Wochen Veränderungen am Herzen der Mäuse zeigten.

Brenda Gerulls und Ruping Chens Arbeit wurde im „Journal of the American College of Cardiology (JACC): Basic To Translational Science“ veröffentlicht und beim DGK-Kongress in Mannheim Ende April 2019 mit dem 2. Platz beim Hans-Blömer-Young Investigator Award für Klinische Herz-Kreislaufforschung ausgezeichnet. „Wir wissen jetzt, dass die Mutation verschiedene Phänotypen hervorruft, sowohl beim Menschen als auch bei Mäusen“, sagte Chen. „Nun gilt es, die molekularen Mechanismen der arrhythmischen Kardiomyopathie zu charakterisieren, die eine LEMD2-Mutation verursacht. Ein Hinweis könnte oxidativer Stress sein. Dazu werden wir mit unseren Kollegen im Department Translationale Forschung am DZHI mitochondriale Messungen durchführen.“

Das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz

Das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz erforscht und therapiert in einem ganzheitlichen Ansatz die Systemerkrankung Herzinsuffizienz samt ihrer Begleit- und Folgeerkrankungen. Dabei setzt das Zentrum auf interdisziplinäre Spitzenforschung, die im DZHI und Universitätsklinikum Würzburg eine unmittelbare praktische Anwendung findet. Als bundesweit einmalige Einrichtung integriert das Zentrum Grundlagenforschung, klinische Forschung und Patienten-Behandlung zum Thema Herzschwäche unter einem Dach.

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