Herzgesundheit: Neues Werkzeug zur Untersuchung der Telomerlänge

Telomere sind Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, die unsere Erbsubstanz enthalten. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere. Erreichen sie eine kritische Länge, kann dies zu Zellschäden und Alterskrankheiten wie Alzheimer, Krebs und Herzkrankheiten führen. Die Länge der Telomere gilt als Indikator für das biologische Alter eines Menschen und beeinflusst die Leistungsfähigkeit von Herzmuskelzellen, den sogenannten Kardiomyozyten.

Ein Team um Prof. Christian Bär vom Institut für Molekulare und Translationale Therapiestrategien der MHH hat ein Werkzeug entwickelt, das die Telomerlänge in Stammzellen gezielt steuern kann. Sie nutzten humane induzierte pluripotente Stammzellen (hiPS-Zellen) und bearbeiteten diese mit der Genschere CRISPR, um ein Steuerelement einzufügen, das gezielt das Ablesen eines bestimmten Gens abschalten kann. Dadurch konnte die Telomerase-Produktion reguliert werden, ein Enzym, das die Telomere verlängert und die Zellalterung verzögert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cellular and Molecular Life Sciences veröffentlicht.

Mit den CRISPR ihiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten konnten die Forschenden untersuchen, wie sich die Telomerlänge auf die Entwicklung der Herzmuskelzellen und ihre Reaktion auf Stress auswirkt. "Wir haben festgestellt, dass sich nur aus ihiPSC mit langen Telomeren voll funktionsfähige Herzmuskelzellen entwickelten", berichtet Dr. Shambhabi Chatterjee, Erstautorin der Studie. Diese Entdeckung könnte bedeutende Auswirkungen auf die Behandlung von Herzinsuffizienz haben, da kurze Telomere mit einer schlechteren Funktion der Kardiomyozyten und erhöhter Stressanfälligkeit verbunden sind.

Frühere Arbeiten von Prof. Bär und Dr. Chatterjee zeigten, dass die Reaktivierung der Telomerase altersbedingte Erkrankungen lindern und das Herz schützen kann. In Zellkulturen und Tiermodellen verlängerte die Telomerase die Lebensspanne und zeigte schützende Effekte nach Herzinfarkten.

Das entwickelte Werkzeug ermöglicht die standardisierte Untersuchung von Herzschwäche in Zellkulturen und bietet eine verlässlichere Methode zur Bewertung von Herz-Medikamenten. "Bislang waren dafür Gewebeproben aus dem Herzen notwendig, die sich aber von Mensch zu Mensch hinsichtlich der Telomerlängen stark unterscheiden können", erklärt Prof. Bär. Mit der neuen Testplattform können genetisch identische Kardiomyozyten mit verschiedenen Telomerlängen erzeugt werden, um Medikamente systematisch zu testen.

Prof. Bär und sein Team hoffen, mit ihrer Testplattform wichtige Fragen zur Rolle der Telomerase in der Herzgesundheit zu klären. Insbesondere wollen sie untersuchen, ob eine frühzeitige Gabe von Telomerase Herzinsuffizienz vorbeugen kann und ab welchem Zeitpunkt die Telomerverkürzung in den Herzmuskelzellen gezielt bekämpft werden sollte.

MEDICA.de; Quelle: Medizinische Hochschule Hannover