Wenn das Herz über Jahre gegen einen zu hohen Blutdruck pumpen muss oder durch verengte Herzklappen stark belastet wird, entwickelt sich eine Herzmuskelhypertrophie. Eigentlich reagiert das Herz nur auf die erhöhte Belastung, indem es wächst. Langfristig nimmt es dadurch aber Schaden, häufig entwickelt sich eine Herzschwäche. Auch genetisch bedingte Herzmuskelerkrankungen können zu einer Herzmuskelhypertrophie führen.
Professor Jörg Heineke und Dr. Andrea Grund von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg haben nun einen Faktor entdeckt, TIP30, der die Proteinsynthese im Herzmuskel hemmen und damit dem schädlichen Wachstum entgegenwirken kann.
Nachschub für Proteinbau blockieren
Da sich Herzmuskelzellen nicht mehr teilen können, wächst das Herz, indem die einzelnen Zellen sich vergrößern. Dafür brauchen sie mehr Proteine, zum Beispiel Muskelproteine. Die Mannheimer Wissenschaftlern fanden nicht nur heraus, dass der Faktor TIP30 den Neubau von Proteinen in den Herzmuskelzellen hemmt, sondern klärten auch auf, über welchen Mechanismus er das bewerkstelligt: TIP30 inaktiviert den eukaryotischen Elongationsfaktor eEF1A. eEF1A ist unverzichtbar für den Proteinbau, denn er transportiert die Aminosäuren zu den Proteinfabriken der Zelle, den Ribosomen. Ist eEF1A blockiert, fehlt der Nachschub für den Proteinbau und das Wachstum der Herzmuskelzellen ist gebremst.
Weitere Untersuchungen der Forscher stützen die vermutete Rolle von TIP30: Knock-out-Mäuse, die nur halb so viel TIP30 hatten, produzierten mehr Herzproteine und entwickelten eine Hypertrophie des Herzens sowie Herzfunktionsstörungen. Umgekehrt konnten erhöhte TIP30-Werte in Herzmuskelzellen von Mäusen mit Kardiomyopathie oder krankhaft überlastetem Herzmuskel die Herzmuskelhypertrophie und die Herzschwäche aufhalten. Das übermäßige Herzwachstum bei Mäusen mit reduzierten TIP30-Spiegeln konnten die Forscher außerdem normalisieren, indem sie eEF1A mit einem Wirkstoff hemmten.
Reduzierte TIP30-Werte bei Herzschwäche-Patienten
Auch beim Menschen scheint TIP30 eine wichtige Rolle zu spielen. Denn in Herzen von Patienten mit einer Herzschwäche im Endstadium sowie Patienten mit Herzmuskelhypertrophie, konnten die Wissenschaftler ebenfalls reduzierte TIP30 Werte im Herzmuskel nachweisen. Heineke und sein Team forschen nun weiter und hoffen, einen neuen Ansatz für die Therapie der Herzmuskelhypertrophie gefunden zu haben. Bis die aktuellen Ergebnisse aber den Patienten tatsächlich zugutekämen, sei es noch ein weiter Weg, so Heineke.
Quelle: Pressemitteilung, 09.10.2019 | Universitätsmedizin Mannheim
Publikation: TIP30 counteracts cardiac hypertrophy and failure by inhibiting translational elongation. Andrea Grund et al., EMBO Mol Med (2019) e10018. DOI: 10.15252/emmm.201810018