Presseartikel aus 2026
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MHH-Forscher entdecken bislang unbekannten Signalweg für Bildung neuer Blutgefäße zur Erholung der Infarktregion.
Haben die Rolle des Mikroproteins BRICK1 bei Herzinfarkt geklärt (von links): Prof. Dr. Andreas Pich, Prof. Dr. Kai Wollert und Dr. Felix Polten. Copyright: Karin Kaiser/MHH
Jährlich erleiden mehr als 200.000 Menschen in Deutschland einen Herzinfarkt. Ursache sind verstopfte Herzkranzgefäße. Dadurch wird ein Teil des Herzmuskels nicht mehr ausreichend mit Blut und Sauerstoff versorgt, das Gewebe stirbt nach wenigen Stunden ab und vernarbt. Eine massive Herzschwäche (Herzinsuffizienz) ist die mögliche Folge. Anders als die Leber kann sich das Herz eines erwachsenen Menschen kaum regenerieren. Es ist allerdings in der Lage, Reparaturvorgänge in Gang zu setzen. Daran beteiligt sind Monozyten, also weiße Blutkörperchen aus dem Knochenmark und der Milz. Im Herzen reifen diese Immunzellen zu Makrophagen (Fresszellen) heran, beseitigen die abgestorbenen Herzmuskelzellen und fördern die Infarktheilung. Welche Signalwege dafür verantwortlich sind, war bisher nicht genau bekannt. Jetzt hat ein Forschungsteam um Prof. Dr. Kai Wollert, Leiter der Molekularen und Translationalen Kardiologie an der Klinik für Kardiologie und Angiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), herausgefunden, dass ein Mikroprotein namens BRICK1 dabei eine wichtige Rolle spielt. Das kleine Protein stimuliert nicht nur die Endothelzellen im Inneren der Blutgefäße, neue Gefäße zu bilden und das Infarktgewebe zu reparieren. Es schützt auch die noch funktionsfähigen Herzmuskelzellen in der Infarktregion. Die Ergebnisse sind in der angesehenen Fachzeitschrift „Science Translational Medicine“ veröffentlicht worden.
Zuerst in Blättern von Maispflanzen entdeckt
BRICK1 besteht aus nur 75 Einzelbausteinen, sogenannten Aminosäuren, und ist im gesamten Pflanzen- und Tierreich weit verbreitet. „Das Protein wurde ursprünglich im Mais entdeckt“, sagt Professor Wollert. „Ist das dazugehörige Gen mutiert, nehmen die Zellen der Blattoberhaut eine ziegelsteinartige Form an, während sie normalerweise gelappte Ränder haben – daher der englische Name brick, also Ziegelstein“. Das Gen hat sich im Verlauf der Evolution kaum verändert. Die BRICK1-Mikroproteine von Mäusen und Menschen unterscheiden sich nur in einer Aminosäure. Bisher war nur bekannt, dass BRICK1 als Bestandteil des Zellskeletts Prozesse wie Zellbewegung, Zellteilung und Zellformung steuert. Nach Herzinfarkt konnten die Forscher es sowohl bei Mäusen als auch bei Patientinnen und Patienten im Blut – also außerhalb von Zellen – nachweisen. Doch wie kam das Mikroprotein dorthin?
Freisetzung nach Herzinfarkt
Das Forschungsteam konnte zeigen, dass BRICK1 von Makrophagen freigesetzt wird. Das geschieht, wenn diese nach ihrer 24-stündigen Aufräumarbeit in der Herzinfarktregion absterben und ihre Zellmembran durchlässig wird. Die ausgedienten Immunzellen werden dann durch neue Makrophagen ersetzt. „Wir haben in einem Herzinfarkt-Mausmodell untersucht, welche Auswirkungen es hat, wenn das BRICK1-Gen in Makrophagen fehlt oder wenn wir das Mikroprotein außerhalb der Zellen mit einem Antikörper gezielt abfangen“, erklärt Dr. Felix Polten, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der kardiologischen Forschungsgruppe und Erstautor der Studie. Das Resultat: Ohne BRICK1 war die Mikrogefäßbildung im Infarktgebiet gestört und das führte zu schwerer Herzinsuffizienz. Umgekehrt verbesserte eine Behandlung mit dem Mikroprotein die Herzfunktion bei Mäusen nach Infarkt durch Schutz von Herzmuskelzellen und vermehrte Gefäßbildung.
Sowohl die Messung der BRICK1-Konzentrationen im Blut als auch die Aufklärung der reparativen Signalwege in Endothelzellen erfolgte in der Core Facility Proteomics der MHH. „Wir konnten mit Hilfe von zwei speziellen Massenspektrometern aufklären, wie BRICK1 die Zellteilung stimuliert“, sagt Prof. Dr. Andreas Pich, Leiter dieser Zentralen Forschungseinrichtung.
Patentanmeldung und klinische Studien
„Der von uns nachgewiesene Freisetzungsmechanismus aus sterbenden Entzündungszellen ist neu und unerwartet“, betont Professor Wollert. Bislang war nur bekannt, dass nach Herzinfarkt geschädigte Herzmuskelzellen verschiedene Proteine und kleine Moleküle freisetzen, von denen einige die Entzündungsreaktion auslösen, die das abgestorbene Herzmuskelgewebe abräumt und durch Bindegewebe ersetzt. Im Gegensatz dazu erfolgt die Freisetzung von BRICK1 erst im Verlauf der Reparatur, also deutlich später. Weil BRICK1 therapeutisches Potenzial besitzt, haben die Forscher die Anwendung des Mikroproteins zum Patent angemeldet. Jetzt suchen sie einen Industriepartner für klinische Studien. Diese sollen zeigen, ob eine Behandlung mit dem Mikroprotein Patientinnen und Patienten helfen könnte, den Infarktschaden nach Gefäßverschluss möglichst klein zu halten und die Wundheilung in den Tagen nach dem Infarkt zu verbessern.
Text: Kirsten Pötzke
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Die Originalarbeit „Extracellular BRICK1 drives heart repair after myocardial infarction in mice“ finden Sie hier.
MHH-Forschende haben den Signalweg entschlüsselt, der die Fortbewegung der Mitochondrien in den Zellen während der Herzentwicklung steuert.
Haben aufgeklärt, wie die Kraftwerke der Herzmuskelzellen an den Ort ihrer Bestimmung gelangen (von links): Privatdozent Dr. Christian Riehle, Dr. Natali Froese und Prof. Dr. Johann Bauersachs. Copyright: Karin Kaiser/MHH
Unser Herz schlägt etwa 100.000-mal am Tag – und das ein Leben lang. Die Energie für diese Leistung zieht es aus den Mitochondrien. Als „Kraftwerke der Zellen“ produzieren sie 95 Prozent des Adenosintriphosphats (ATP), der wichtigsten Energiewährung im Körper. Sind die Mitochondrien beeinträchtigt und können nicht richtig arbeiten, fehlt den Herzmuskelzellen die Kraft, um genügend Blut, Sauerstoff und Nährstoffe in den Körper zu pumpen. Aufgrund seines hohen Energiebedarfs besitzt das Herz die höchste Mitochondriendichte aller Organe, etwa ein Drittel des Zellvolumens. Während der Herzentwicklung wandern die Mitochondrien zu den sogenannten Sarkomeren. Diese kleinsten Bauteile der Muskelzelle ermöglichen Anspannung und benötigen hierfür Energie.
Wie die Mitochondrien den Weg zu den Sarkomeren finden, haben Forschende um Privatdozent (PD) Dr. Christian Riehle, Leiter der Arbeitsgruppe Myokardiale Energetik an der Klinik für Kardiologie und Angiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), und Klinikdirektor Prof. Dr. Johann Bauersachs jetzt herausgefunden. Sie haben nachgewiesen, dass die Fortbewegung der Mitochondrien innerhalb der Herzmuskelzellen durch sogenannte RHOT-Proteine gesteuert wird. Dieser Vorgang spielt eine Schlüsselrolle, wenn das Herz wächst und besonders belastet ist. Das geschieht möglicherweise ebenso beim Leistungssport, aber auch bei krankheitsbedingten Umbauvorgängen im Herzmuskel, etwa nach einem Herzinfarkt. Daher sind RHOT-Proteine ein vielversprechender neuer Ansatz für die Behandlung einer Herzschwäche. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift „Circulation Research“ veröffentlicht worden.
Ohne RHOT kann sich das Herz nicht entwickeln
Auf die Proteine ist das Wissenschaftsteam über eine bioinformatische Genanalyse gestoßen. „Wir haben gesehen, dass sehr viel RHOT1 und RHOT2 im Herzen gebildet wird“, sagt PD Dr. Riehle. Die Funktion der Proteine war im Herzen bis dahin weitestgehend unbekannt. „Ihre große Menge war für uns jedoch ein klarer Hinweis, dass sie für einen Schlüsselmechanismus verantwortlich sein müssen.“ Den biologischen Signalweg haben die Forschenden dann im Mausmodell untersucht. „Wir haben die beiden Proteine RHOT1 und RHOT2 in den Herzmuskelzellen während der Embryonalentwicklung ausgeschaltet“, erklärt Dr. Natali Froese, Wissenschaftliche Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe und Erstautorin der Studie. „In der Folge sind die Mitochondrien nicht zu den Sarkomeren gewandert, sondern haben sich um den Zellkern herum zusammengeklumpt.“ Weil die Mitochondrien sich nun nicht mehr mit den Muskelfaserproteinen verbinden konnten, fehlte den Sarkomeren die Energie für ihre Weiterentwicklung und es kam zu Herzschwäche mit Herzversagen.
Auch bei gesteigerter Arbeitslast wichtig
Auch in erwachsenen Mäusen schalteten die Forschenden RHOT1 und RHOT2 aus. Hier hatte der Ausfall der molekularen Schalter jedoch nicht dieselbe tödliche Auswirkung. Obwohl die Beweglichkeit der Mitochondrien ebenso eingeschränkt war, blieb die ATP-Produktion an den Sarkomeren erhalten. „Das bedeutet, dass die Mitochondrien in reifen Herzmuskelzellen bereits am Ort ihrer Bestimmung sind“, erklärt PD Dr. Riehle. Die Wanderung hin zu den Sarkomeren findet also schon während der Embryonalentwicklung statt. Die zweite Erkenntnis aus der Studie lautet: Die RHOT-Proteine spielen möglicherweise auch eine wichtige Rolle bei gesteigerter Arbeitslast des Herzens – etwa nach einem Herzinfarkt, wenn das abgestorbene Herzmuskelgewebe durch funktionsloses Bindegewebe ersetzt wird und die verbleibenden Herzmuskelzellen den Ausfall ausgleichen müssen. „In diesem Zusammenhang stellen RHOT-Proteine einen attraktiven therapeutischen Ansatzpunkt dar“, erklärt PD Dr. Riehle. Eine Möglichkeit wäre, die Aktivität der RHOT-Proteine zu steigern, damit der Herzmuskelzelle mehr Energie zur Verfügung steht. Denkbar sei hierbei ein gentherapeutischer Ansatz.
Möglicher Therapieansatz bei PPCM
Eine höhere Belastung der Herzmuskelzellen entsteht auch während der Schwangerschaft. Der Herzmuskel vergrößert sich dann um bis zu 30 Prozent. Das ist völlig normal, kann aber in Ausnahmefällen zu einer lebensbedrohlichen peripartalen Herzschwäche (PPCM) führen. Diese Erkrankung kann bei zuvor herzgesunden Frauen wenige Wochen vor oder nach der Geburt eines Kindes auftreten und binnen kurzer Zeit zu schwerem Herzversagen und sogar zum Tode führen. „Unsere Klinik ist das europaweit führende PPCM-Zentrum mit einer Spezialambulanz, die Patientinnen in einem multiprofessionellen Team betreut“, betont Professor Bauersachs. Die Erkrankung wird in der Klinik nicht nur behandelt, sondern ist auch einer ihrer Forschungsschwerpunkte. „Die RHOT-Proteine könnten auch hier einen Therapieansatz bieten, um die Herzmuskelzellen von Schwangeren zu entlasten und das Herz schützen“, hofft der Klinikdirektor.
Die Originalarbeit „RHOT Proteins Link Mitochondrial Motility to Cardiomyocyte Sarcomere Maturation“ finden Sie hier.
Text: Kirsten Pötzke