Herzmuskelschwäche: Molekulare Kardiologie im Aquarium und am Computer

17.08.2015
Foto: Mann hält Schale mit Zebrafischen hoch

Juniorprof. Steffen Just erforscht Herzerkrankungen an Zebrafischen; © Eberhardt/Uni Ulm

Nachwuchsforscher um Juniorprof. Dr. Steffen Just von der Ulmer Uniklinik für Innere Medizin II sind den Ursachen der Herzmuskelschwäche auf der Spur. Dabei kombinieren sie Untersuchungen an Herzschwäche-Modellen wie dem Zebrafisch mit systembiologischen Ansätzen am Computer. Ihr Juniorverbund zwischen Medizin, Naturwissenschaften und Informatik wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit zwei Millionen Euro unterstützt.

Atemnot, verminderte Leistungsfähigkeit und Flüssigkeitseinlagerungen. Diese Symptome können auf eine Herzmuskelschwäche hindeuten. Solche und andere teils lebensbedrohliche Erkrankungen des Herzens sind der Hauptgrund für Krankenhausaufenthalte in Deutschland. Den Ursachen der Herzmuskelschwäche sind vier junge Forschergruppen aus Ulm, Tübingen und Kiel auf der Spur – im Aquarium und am Computer.

Genetische und molekulare Ursachen von Herzerkrankungen sind bisher nur unzureichend verstanden. Der Juniorverbund Symbol-HF (Systems Medicine to dissect the Biology of Heart Failure) will diese komplexen Prozesse aufdecken und neue Erkenntnisse für die Entwicklung zielgerichteter und personalisierter Therapien nutzen. Dabei setzt der interdisziplinäre Verbund auf einen "systemmedizinischen Ansatz": Mithilfe sogenannter Omics-Technologien unter dieses Schlagwort fallen hochmoderne Methoden zur Analyse von Genen, Proteinen und Stoffwechselprodukten sowie ihrer Wechselwirkungen, haben sie zahlreiche Herzschwäche-Modelle etabliert und charakterisiert – vom Zebrafisch über die Maus bis zum Menschen. In einem zweiten Schritt werden die so gewonnenen Daten mit systembiologischen Ansätzen am Rechner zusammengeführt, verknüpft und modelliert. "So wollen wir herausfinden, welche molekularen Schlüsselnetzwerke an der Entstehung der Herzschwäche beteiligt sind", erklärt Just. Dabei wird er von dem Bioinformatiker Prof. Hans Kestler (Jena/Ulm) unterstützt.

Eines der wichtigsten Modelle der Forscher ist der Zebrafisch. Denn zahlreiche Studien belegen: Viele Krankheitsmechanismen, die in diesem kleinen Wirbeltier aufgedeckt wurden, können auf den Mensch übertragen werden. Alleine die Ulmer Arbeitsgruppe Molekulare Kardiologie arbeitet mit 30 000 Exemplaren dieser Wasserbewohner. "Die moderne funktionelle Genomforschung braucht Modellsysteme. Besonders der Zebrafisch ist in den letzten Jahren immer wichtiger für die kardiovaskuläre Forschung geworden", bekräftigt Just.

Der im April gestartete Juniorverbund "Symbol-HF" ist Teil des BMBF Forschungs- und Förderkonzepts e:Med "Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin", das die Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern, Medizinern und Informationswissenschaften stärken soll. "Der Forschungsverbund unter der Leitung des ausgewiesenen Ulmer Herz-Kreislaufforschers Professor Just wird es uns ermöglichen, die kardiologische Grundlagenforschung am Universitätsklinikum Ulm weiter zu stärken und dem Wissenschaftsstandort Ulm in der Erforschung und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen national sowie international weitere Sichtbarkeit zu verleihen", so Professor Wolfgang Rottbauer, Ärztlicher Direktor der Klinik für Innere Medizin II am Universitätsklinikum Ulm. Der Kardiologe ist überzeugt, dass die am Zebrafisch gewonnenen Ergebnisse unmittelbar Einfluss auf die patientennahe Forschung haben werden.

MEDICA.de; Quelle: Universität Ulm

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