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Innovativer Ansatz zur Behandlung nach Herzinfarkten

Herzinfarkte sind immer noch eine der Haupttodesursachen in den westlichen Industrienationen. Obwohl sich die Therapiemöglichkeiten stark verbessert haben, ist es bis dato nicht möglich, das bei einem Infarkt zerstörte Herzgewebe zu ersetzen. Eine Innsbrucker ForscherInnengruppe um Assistenzprofessor Priv.-Doz. Dr. Marc-Michael Zaruba von der Univ.-Klinik für Innere Medizin III erforscht einen innovativen, neuen Therapieansatz.

Obwohl medikamentöse Therapien den Verlauf der Erkrankung günstig beeinflussen können, ist die Regeneration von Herzgewebe nach einem Infarkt, immer noch eine medizinische Herausforderung. Das Ziel von Marc-Michael Zaruba und seinen KollegInnen von der Innsbrucker Univ.-Klinik für Innere Medizin III (interim. Direktor: Univ.-Prof. Dr. Günter Weiss) ist es, zukunftsweisende, neue Therapieformen zu entwickeln, die reparative Prozesse nach Infarkt unterstützen. Im Zentrum ihres Interesses steht das Signalprotein „Stromal derived factor 1“ (SDF1). Dieses lockt Zellen mit dem korrespondierenden RezeptorCXCR4+ in das kranke Herz, die wiederrum an der Gefäßneubildung beteiligt sind. „Dieser Prozess hält nach einem Herzinfarkt allerdings nur für kurze Zeit an“, erklärt Marc-Michael Zaruba. „Wir versuchen hier pharmakologisch Einfluss zu nehmen, um die Wiederherstellung von Herzgewebe über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen.“

Mechanismus zur Gefäßerneuerung wird pharmakologisch beeinflusst
Die Hochregulation von SDF1 und CXCR4+ wird durch den wichtigen Hypoxie-induzierten Faktor-1alpha (HIF-1alpha) reguliert. Im gesunden Gewebe wird HIF-1a kontinuierlich nach Reaktion mit HIF-Prolylhydroxylasen (PH) rasch abgebaut. Nach einem Herzinfarkt kommt es aufgrund eines vorübergehenden Sauerstoffmangels zu einer Hemmung der PH, was bewirkt, dass HIF-1alpha stabilisiert wird und die für die Gefäßerneuerung wichtigen Faktoren „vascular endothelial growth factor (VEGF), SDF1 und CXCR4+ hochreguliert werden. Sobald der Sauerstoffmangel aber wieder behoben ist, führt das Enzym PH dazu, dass der HIF-1alpha-Abbau erneut beginnt. „Wir versuchen daher mit einer PH Hemmung mittels dem Wirkstoff DMOG diesen Prozess zu unterbinden, sodass HIF-1alpha nicht abgebaut wird und die Anzahl gefässerneuernder Faktoren weiterhin hoch bleibt.“

Bessere Herzfunktion durch Wirkstoff DMOG
Sowohl im Zellmodell als auch bei Mäusen hat sich gezeigt, dass mit diesem Therapieansatz deutlich mehr reparative CXCR4+ Zellen in das Herz einwandern, der Zelltod verringert, die Gefäßneubildung gesteigert, die Infarktfläche reduziert und die Herzfunktion nach Infarkt verbessert wird. „Unsere Daten weisen daher eindeutig auf einen therapeutischen Nutzen von PH-Inhibitoren hin“, sagt Marc-Michael Zaruba. Die Substanzen sind darüber hinaus bereits in der klinischen Erprobung, allerdings aktuell nur zur Behandlung von Anämie bei chronischen Nierenerkrankungen. Weitere Forschungsarbeiten sollen nun tiefere Einblicke geben, wie der Mechanismus exakt abläuft. Derzeit läuft dazu auch ein FWF-Projekt „Die Rolle eines SDF-1 Knock-out in Gefäßen auf die Herzfunktion nach Infarkt, P 28817. In der Fachwelt haben die Ergebnisse bereits Anerkennung gefunden. Die neuen Ergebnisse sind vor kurzem im renommierten „Journal of Molecular Medicine“ veröffentlicht worden. 2015 hatte Dr. Santosh Kumar Ghadge, MSc. aus dem Forschungslabor von Marc-Michael Zaruba beim Europäischen Kardiologiekongress (ESC) den Preis für das beste Posterabstract im Bereich Zelltherapie erhalten.

Forschungsarbeit: Prolyl-hydroxylase inhibition induces SDF-1 associated with increased CXCR4+/CD11b+ subpopulations and cardiac repair.
AutorInnen: Ghadge SK, Messner M, Van Pham T, Doppelhammer M, Petry A, Görlach A, Husse B, Franz WM, Zaruba MM.

(B. Hoffmann-Ammann)

Weitere Informationen:

- Univ.-Klinik für Innere Medizin III

- MyPoint: ESC-Poster-Preis für Innsbrucker Kardiologen

- MyPoint: FWF und Matching Funds: Sechs neue Projekte an der Medizinischen Universität Innsbruck