RNA regeneriert das Herz

​(Aus "Horizonte" Nr. 106, September 2015)Bild: © Keystone / Science Photo Library

Bei einem Infarkt stirbt ein Teil des Herzmuskels ab. Dies kann zu einer Insuffizienz führen, die manchmal tödlich endet. Leider erneuert sich das Herz ausgewachsener Säugetiere nicht, wie Thierry Pedrazzini, Professor für experimentelle Kardiologie am Universitätsspital Lausanne, erklärt. Es enthält zwar die Vorläuferzellen, die ähnlich wie Stammzellen zur Regeneration erforderlich sind. Diese sind jedoch in zu geringer Menge vorhanden. Auch sind sie nicht so programmiert, dass aus ihnen natürlicherweise Herzmuskelzellen entstehen.

Zur Produktion neuer Zellen für die Wiederherstellung der Herzfunktion setzte die regenerative Medizin ihre Hoffnung lang auf die Injektion von Stammzellen. Die Ergebnisse bei Mensch und Maus waren aber enttäuschend: Trotz Verbesserung der Herzfunktion konnte keine Entstehung von Herzmuskelgewebe nachgewiesen werden. Einzig eine neuere Studie bei Primaten mit embryonalen Stammzellen deutet in diese Richtung. "Was noch aussteht, ist der Nachweis, dass mit diesem Ansatz keine Tumoren erzeugt werden", bemerkt Mauro Giacca, Direktor des International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology in Triest (Italien). "Ausserdem ist diese Methode relativ kompliziert und zeitaufwendig."

Mit einem neuen Ansatz können die Herzmuskelzellen so umprogrammiert werden, dass die molekularen Mechanismen zur Neubildung von Muskeln aktiviert werden. Das Team am Universitätsspital Lausanne untersucht dafür nichtkodierende RNA, kurze genetische Elemente, die nicht der Herstellung von Proteinen dienen. "Diese RNA-Moleküle funktionieren wie Schalter für Gene, wodurch Proteine am richtigen Ort und zum richtigen Zeitpunkt produziert werden können, zum Beispiel bei Stress oder für die Bildung von Stammzellen", erläutert Thierry Pedrazzini. "Jeder Zelltyp enthält andere RNA-Moleküle, was diese zu ausgezeichneten therapeutischen Angriffspunkten macht."

Neue Zellen aus kaputtem Herz

Die Forschenden haben nichtkodierende RNA identifiziert, welche die Bildung der Stammzellen in Herzmuskelzellen steuern. Dies erlaubte ihnen, das Herz einer ausgewachsenen Maus nach einem Infarkt zu regenerieren. Ausserdem gelang es ihnen, Herzmuskelzellen aus Vorläuferzellen zu kultivieren, die dem Herzen eines Patienten mit Herzinsuffizienz entnommen worden waren. "Lange wurde angenommen, dass sich die ausgereiften Zellen des Herzmuskels nicht mehr teilen können", meint Pedrazzini. "Dank nichtkodierender RNA kann die Fähigkeit zur Teilung in den Zellen reaktiviert werden ohne den Umweg über Stammzellen."

Auch Thomas Thum, Leiter des Instituts für Molekulare und Translationale Therapiestrategien in Hannover, ist vom therapeutischen Potenzial nichtkodierender RNA überzeugt: "Nun muss die Effizienz verbessert und ein Weg gefunden werden, damit die Wirkstoffe ins Herz der Patienten gelangen."