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Fotos (2): Med Uni Graz
Das Team um Prof. Dr. Gerald Höfler (li.) und Dr. Martin Pichler fand kein Kollagen von eingewanderten Zellen in relevanten Mengen.

Dr. Martin Pichler bei der Posterpräsentation der Studienergebnisse: „Unsere Daten zeigen, dass die Herzfibrose bei chronischen Abstoßungsreaktionen in transplantierten menschlichen Herzen ganz überwiegend von herzeigenen Fibroblasten verursacht wird.“

 
Kardiologie 28. März 2012

Grazer Forscher sind der Herzfibrose auf der Spur

Der bindegewebige Umbau bei chronischen Abstoßungsreaktionen in transplantierten Herzen wird überwiegend von herzeigenen Fibroblasten verursacht.

Bei einer Reihe von Herzerkrankungen kann mit der Zeit eine Herzfibrose eintreten. Wie es genau zu diesem Umbau des Herzmuskels kommt, war bisher unklar. So wusste man bis vor kurzem nicht, welche Zellen für die vermehrte Produktion des Kollagens verantwortlich sind. Grazer Forscher zeigten nun, dass herzeigene Zellen und nicht über das Blut eingewanderte Zellen die Quelle dafür sind.

Eine Herzfibrose hat zur Folge, dass das Herz in seinen biomechanischen Eigenschaften steifer wird, die Pumpfunktion schlechter und die Gefahr von Rhythmusstörungen steigt. Dabei ist eine Schlüsselfrage, woher die Bindegewebszellen überhaupt kommen: Sind es undifferenzierte Stammzellen aus dem Knochenmark oder anderen extrakardialen Geweben? Manche Tierexperimente legen dies nahe. Oder haben die Fibroblasten ihren Ursprung im Herzen selbst?

Frauenherzen in Männerkörpern

Um das zu untersuchen, wählten die Forscher der MedUni Graz einen originellen Versuchsansatz: Sie untersuchten Gewebeproben von Männern, denen ein weibliches Herz implantiert worden war. Da nur Männer ein Y-Chromosom besitzen, konnte lichtmikroskopisch unterschieden werden, ob eine untersuchte Zelle von der Spenderin oder vom Empfänger stammte.

Nur wenige Zellen eingewandert

Die Auswertung war eindeutig: Bei den Transplantationspatienten waren weniger als 0,5 Prozent der Zellen in den untersuchten Proben Y-Chromosom-positiv. Es waren folglich nur wenige Zellen des Empfängers in das weibliche Herz eingewandert. Unter diesen fanden sich spindelförmige Zellen, wie sie für Fibroblasten charakteristisch sind, aber auch zum Beispiel Endothelzellen. „Da nicht nur Fibroblasten, sondern auch andere Zellen eine spindelförmige Morphologie aufweisen können, haben wir Zellen mit dieser Form noch weiter charakterisiert“, berichtet der Erstautor der Studie, Dr. Martin Pichler von der Grazer Klinischen Abteilung für Onkologie der Universitätsklinik für Innere Medizin. Dabei zeigte sich, dass es sich bei den spindelförmigen Y-Chromosom-positiven Zellen überwiegend nicht um Fibroblasten handelte, sondern vor allem um Makrophagen, die im Rahmen von Entzündungsvorgängen als Fresszellen ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems sind.

Um den tatsächlichen Beitrag eingewanderter Zellen zur Bindegewebsproduktion im Herzen genau bestimmen zu können, entwickelten die Forscher um Dr. Martin Pichler und Prof. Dr. Gerald Höfler vom Institut für Pathologie der MedUni Graz zusätzlich ein genetisches Modell, mit dessen Hilfe ein sehr wichtiges Bindegewebsprotein quantifiziert werden konnte. Die Methode beruht auf Genpolymorphismen, also individuellen Variationen der DNA, die es ermöglichten, das Kollagen dem Spender oder Empfänger zuzuordnen. Da die Forscher solche Polymorphismen auswählten, welche sich auch als eine Art Marker in der Kollagen mRNA nachweisen lassen, konnte eine funktionelle Quantifizierung des Ursprungs des Kollagens stattfinden. Das Ergebnis war eindeutig und stimmte mit den Resultaten der morphologischen Analyse überein: In keiner einzigen Gewebeprobe konnte ein Hinweis gefunden werden, dass Kollagen von eingewanderten Zellen in relevanten Mengen produziert worden war.

„Unsere Daten zeigen, dass die Herzfibrose bei chronischen Abstoßungsreaktionen in transplantierten menschlichen Herzen ganz überwiegend von herzeigenen Fibroblasten verursacht wird“, fasst Dr. Pichler die Ergebnisse zusammen.

 

 

Pichler M, Rainer PP, Schauer S, Hoefler G: Cardiac Fibrosis in Human Transplanted Hearts Is Mainly Driven by Cells of Intracardiac Origin. J Am Coll Cardiol, 2012; 59:1008-1016, doi:10.1016/j.jacc.2011.11.036

MedUni Graz/PH, Ärzte Woche 13 /2012

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