Vom Zebrafisch lernen, wie sich kranke Herzen regenerieren

(08.12.2014) Forscher des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) wollen umfassend systembiologisch untersuchen, woher die faszinierende Fähigkeit des Zebrafischs stammt, abgestorbene Herzellen nachwachsen zu lassen.

Die Forscher wollen daraus Therapien für Herzinfarktpatienten ableiten. Für ihr Vorhaben erhalten sie 1,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Zebrafische sind Meister der Regeneration. Sie können nicht nur Flossen und Wirbelsäule nachwachsen lassen, sondern auch Herzmuskelzellen. Menschen haben diese Fähigkeit nicht. Sind Herzmuskelzellen in Folge eines Herzinfarktes einmal abgestorben, bleibt das Herz ein Leben lang geschädigt.


Prof. David Hassel (rechts) und Dr. Florian Leuschner vom Universitätsklinikum Heidelberg

Die Heidelberger DZHK-Wissenschaftler David Hassel und Florian Leuschner haben nun einen Forschungsverbund ins Leben gerufen, der diese besondere Fähigkeit von Zebrafischen systembiologisch untersuchen soll. Denn Herzinfarkt ist immer noch eine der häufigsten Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Dabei sterben Herzmuskelzellen ab, weil verengte oder verstopfte Herzkranzgefäße das Herz nicht ausreichend mit Blut versorgen. Zwar überleben immer mehr Menschen einen akuten Herzinfarkt durch verbesserte Notfallversorgung und Früherkennung. In der Folge gibt es aber auch mehr Patienten, die ein Leben lang mit einem geschädigten Herzen leben müssen. Und für diese Schäden gibt es bislang keine Heilung.

Die Zebrafische hingegen heilen sich selbst. Deshalb simulieren die Forscher durch Vereisung in Zebrafischherzen Vorgänge, die denen im menschlichen Herzen nach einem Infarkt ähneln. Herzzellen sterben ab, es bildet sich Narbengewebe, das Herz kann schlechter pumpen.

Beim Zebrafisch beginnt nach kurzer Zeit die Regeneration: das Narbengewebe löst sich auf, Herzmuskelzellen wachsen nach und innerhalb von zwei bis vier Wochen sind Herzform und Funktion komplett wieder hergestellt.

Diese Vorgänge wollen die Forscher nun auf allen Ebenen untersuchen und sich ein umfassendes Bild davon machen, welche Gene in den verschiedenen Stadien der Regeneration beteiligt sind und welche epigenetischen Vorgänge sich abspielen. Daraus könne sie schließen, welche molekularen Signalwege aktiv sind und eventuell Therapien für den Menschen ableiten.

 „Wir wollen wissen: Was sind die Schlüsseltreiber der Regeneration?“, sagt Projektleiter David Hassel vom Universitätsklinikum Heidelberg.

Die Forscher erhalten für ihren vielversprechenden systembiologischen Ansatz für die nächsten drei Jahre 1,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung aus dem Programm „e:Med – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin“.

Im Projekt identifizierte Zielstrukturen sollen dann im Rahmen von translationalen Projekten des DZHK bis zur Therapie weiterentwickelt werden. Neben dem Universitätsklinikum Heidelberg sind Forscher der Universität Freiburg und des Max Planck Instituts in Bad Nauheim an dem Projekt beteiligt.



Artikel kommentieren

Weitere Meldungen

Schwanzflosse eines Zebrabärblings. Li.: normale Regeneration der knöchernen Flossenstrahlen; re.: Fehlbildungen der Knochen infolge einer manipulierten Produktion des Signalproteins Sonic Hedgehog; Bildquelle: Professur für Entwicklungsbiologie, Universität Bayreuth.

Wie Zebrafische amputierte Flossen wiederherstellen

Im Gegensatz zum Menschen sind Fische imstande, amputierte Körperteile vollständig wiederherzustellen. Ein prominentes Beispiel ist der Zebrabärbling, der auch als Zebrafisch bezeichnet wird. Seine Schwanzflosse regeneriert nach einer Verletzung innerhalb von drei Wochen vollständig
Weiterlesen

Wenn eine Zebrafischlarve ein Beuteobjekt sieht, wird diese Information an Nervenzellen (blau) in der AF7-Hirnregion weitergeleitet.; Bildquelle: MPI f. Neurobiologie/ Semmelhack

Zebrafische jagen punktgenau: Beute wird bereits von den Zellen der Zebrafisch-Netzhaut erkannt

Sehen – erkennen – handeln. Diese drei Worte beschreiben, wie ein Sinneseindruck zu einer gezielten Bewegung führen kann. Wie und wo das Gehirn äußere Eindrücke in Verhaltensantworten umwandelt, ist jedoch größtenteils unbekannt
Weiterlesen

Zebrafisch ; Bildquelle: MPI f. Entwicklungsbiologie/ P. Malhawar

Max-Planck-Wissenschaftler entdecken, wie Farbmuster bei Tieren entstehen können

Der Zebrafisch, ein kleiner Süßwasserfisch, verdankt seinen Namen einem auffallenden Muster von blauen und goldenen Längsstreifen
Weiterlesen

Der Zebrafisch oder auch Zebrabärbling dient als Modellorganismus für die Forschung zur embryonalen Entwicklung von Wirbeltieren.; Bildquelle: KIT

Umsetzung des Erbguts beim Zebrafisch ist variabel

Die frühembryonale Entwicklung von Wirbeltieren wird durch die Gene und deren „Grammatik“ gesteuert. Diese zu entschlüsseln, könnte helfen die Entstehung von Missbildungen oder von Krebs zu verstehen oder neue Medikamente zu entwickeln
Weiterlesen

Neu entdeckte Nervenzell-Typen (gelb) helfen Zebrafischen ihre Augen- und Schwimmbewegungen zu koordinieren. In Blau das Gehirn einer Fischlarve, mit angedeuteter Lage der Augen.; Bildquelle: Max-Planck-Institut für Neurobiologie / Kubo

Warum Fische beim Schwimmen nicht abdriften

Neu entdeckte Nervenzell-Typen helfen Zebrafischen ihre Augen- und Schwimmbewegungen zu koordinieren
Weiterlesen

Tarnung bei Zebrafisch-Larven: Die linke Larve ist hellem Licht ausgesetzt und schwach pigmentiert, während die rechte vor einem dunklen Hintergrund stärker pigmentiert und damit getarnt ist.; Bildquelle: Stephan Neuhauss / UZH

Zebrafische nutzen Sonnenschutz auch zur Tarnung

Zebrafisch-Embryonen tarnen sich vor Fressfeinden, indem sie sich an den Untergrund anpassen. Neurobiologen der Universität Zürich haben nun herausgefunden, dass sich dieser Tarnmechanismus ursprünglich als Sonnenschutz entwickelt hat, um die Fische im Embryonalstadium vor kurzwelliger Sonnenstrahlung zu schützen, da diese das Erbgut in den Zellen schädigen kann
Weiterlesen

Der Zebrabärbling (Danio rerio) stammt ursprünglich aus Indien und dient seit den 70er Jahren als Modellorganismus für die biomedizinische Forschung; Bildquelle: Anna Ivanova / FLI

6 Jahre und 2 Monate: Methusalem-Zebrafisch gestorben

In der biomedizinischen Forschung werden Zebrafische seit den 1970er Jahren als Modellorganismen zur Analyse der zellulären und genetischen Grundlagen der Embryogenese eingesetzt. Die Fische vermehren sich gut und sind leicht zu halten
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen