Entschlüsselung von genetischen Netzwerken der fortschreitenden Rechtsherzschwäche

Im Gegensatz zur häufigeren Linksherzinsuffizienz sind die spezifischen pathophysiologischen Vorgänge bei einer Rechtsherzinsuffizienz noch vergleichsweise wenig erforscht. Neue Erkenntnisse erschienen nun in „Nature Cardiovascular Research“.

Obwohl oft gleichgesetzt, gibt es zwischen der linken und der rechten Herzkammer wichtige Unterschiede. Die rechte Herzkammer, in der der Blutdruck geringer ist, weist eine dünnere Muskelschicht, eine geringere Kraftentfaltung und eine nachgiebigere Herzwand auf.

„Diese Unterschiede und das fehlende Ansprechen einer Rechtsherzinsuffizienz auf herkömmliche Medikamente für die Linksherzschwäche oder das Linksherzversagen führten zu der Frage, welche molekularen Veränderungen im Verlauf der chronischen Rechtsherzerkrankung auftreten“, erklärt Prof. Michael Kracht aus dem Rudolf-Buchheim-Institut für Pharmakologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), der die aktuelle Studie gemeinsam mit der JLU-Physiologin Prof. Susanne Rohrbach leitete. „Hierfür war für uns von besonderem Interesse, dass die rechte Herzkammer über einen längeren Zeitraum eine Pumpschwäche durch Umbauvorgänge kompensieren kann, bevor es sozusagen zusammenbricht und es zum terminalen Rechtsherzversagen kommt.“

Genetische Netzwerke im Herz von Ratte und Mensch

Die Forschenden um Rohrbach und Kracht konnten unter anderem mit Hilfe von komplexen bioinformatischen Methoden funktionell zusammenhängende genetische Netzwerke rekonstruieren. Deren Aktivierung hängt mit dem Schweregrad einer Rechtsherzinsuffizienz zusammen. Dazu verglichen sie die Genaktivitäten von Herzmuskelzellen aus einem eigens etablierten Tiermodell in der Ratte mit Gewebeproben von Patientinnen und Patienten, die an einer chronischen Form des Lungenhochdrucks mit einer Rechtsherzbelastung erkrankt waren. Die Forschungsergebnisse können nach Ansicht der Studienverantwortlichen dabei helfen, die Ursachen der Krankheit zu verstehen und neue Therapien zu entwickeln.

Spezifische Gensignatur identifiziert

„Wir haben Gruppen von Genen gefunden, die den Übergang von einer stabilen zu einer sich verschlechternden Rechtsherzinsuffizienz anzeigen. Einige dieser Gene sind wichtig für den bindegewebigen Umbau des Herzgewebes und könnten in Zukunft als Biomarker oder Angriffspunkte für neue Medikamente dienen“, betont Kracht. „Andere Gene wurden bisher kaum untersucht, wie zum Beispiel Proenkephalin, dessen Genprodukte die Funktion von Herzmuskelzellen beeinträchtigen können. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Rechtsherzinsuffizienz nicht durch ein einzelnes Gen, sondern durch Gruppen von zusammenwirkenden Genen verursacht wird. In Zukunft wird es wichtig sein, diese Gen-Netzwerke gezielt zu behandeln“, fügt Rohrbach hinzu.

Interdisziplinäre Forschung

Die interdisziplinäre Untersuchung des Lungenhochdrucks und des Rechtsherzversagens stellt die Kernkompetenz des Gießener Sonderforschungsbereichs (SFB) „Pulmonale Hypertonie und Cor pulmonale“ dar. „Zahlreiche Forschende aus verschiedenen Teilprojekten des SFBs haben mit Probenmaterial, Datensätzen und spezifischen Tests einen Beitrag zur Komplementierung dieser Studie geleistet“, erklärt Prof. Norbert Weißmann, Sprecher des SFBs.