Von Mechanismen der Makrophagen profitieren

Makrophagen können die Regeneration des Herzens nach einem Infarkt fördern, indem sie das Überleben und Wachstum der Herzmuskelzellen und die Entstehung neuer Blutgefäße begünstigen. Auf der anderen Seite haben sie auch schädliche Eigenschaften. Die Juniorgruppe von Clément Cochain will anhand zahlreicher Untersuchungen die Mechanismen der Makrophagen im verletzten Herzen verstehen, mit dem Ziel, die schützenden Wirkungen zu fördern und die schädlichen einzudämmen.

Die Herzinsuffizienz nach einem Herzinfarkt ist weltweit eine der Hauptursachen für Tod und Invalidität im Alltag. Sie entwickelt sich aufgrund der schlechten Regenerationsfähigkeit des Herzens.

Veränderungen des Herzens nach einem Infarkt

Die eingeschränkte Blutversorgung nach dem Verschluss einer Koronararterie löst den Zelltod und den Verlust von Herzmuskelzellen aus. Diese kontraktilen Zellen des Herzens können in der Regel nicht durch neue funktionelle Herzmuskelzellen ersetzt werden, da sie eine sehr geringe proliferative Kapazität haben. Daher führen die Reparaturprozesse im Herzen nach einem Myokardinfarkt zur Bildung einer faserreichen Narbe, die sich nicht zusammenziehen kann und die Herzfunktion beeinträchtigt. Eine erhöhte Belastung des verbleibenden lebensfähigen Myokards führt letztendlich zu einer Ausdehnung der Narbe und einer pathologischen Umgestaltung des Herzens, woraus sich schließlich eine Herzinsuffizienz entwickelt.

Nutzen und Schaden der Makrophagen

Im Vergleich zum erwachsenen Herzen kann sich das Herz eines neugeborenen Säugetieres nach einer Herzverletzung vollständig regenerieren. In beiden Kontexten ist die lokale Entzündungsreaktion, die sich im verletzten Herzen entwickelt, ein entscheidender Regulator von kardialen Reparatur- und Regenerationsprozessen. Insbesondere Makrophagen, ein spezifischer Zelltyp, der zum angeborenen Immunsystem gehört, spielen dabei eine Rolle. Sie können sowohl eine positive Wirkung haben, indem sie das Überleben und die Profileration der Herzmuskelzellen sowie die Blutgefäßentstehung (Neovaskularisation) zur Wiederherstellung der Blutversorgung fördern, als auch schädliche Wirkungen. Denn sie können den Tod der Kardiomyozyten sowie eine Fibrose und exzessive Proteolyse begünstigen.

Mechanismen der Makrophagenfunktion im Herzen verstehen

Das Ziel unserer Forschung ist es, die Mechanismen zu verstehen, die das Gleichgewicht zwischen nützlichen und schädlichen Funktionen von Makrophagen im geschädigten Herzen steuern. Zu diesem Zweck werden wir Mausmodelle für Myokardinfarkt und neonatale Herzregeneration einsetzen. Diese kombinieren wir mit modernster Technologie, die eine hochauflösende Analyse des Phänotyps der Makrophagen auf der Ebene einzelner Zellen ermöglicht. Wir wollen sowohl die intrinsischen molekularen Mechanismen aufdecken, die die Makrophagenfunktion im verletzten Herzen regulieren, aber auch, wie Wechselwirkungen mit anderen Zellen das Verhalten der Makrophagen beeinflussen.

Gute Wirkungen fördern - schädliche Eigenschaften eindämmen

Neu entdeckte Mechanismen werden dann in präklinischen Studien geprüft mit dem Ziel, die schützenden und pro-regenerativen Wirkungen von Makrophagen zu fördern, während ihre schädlichen Eigenschaften eingedämmt werden. Auf lange Sicht könnten unsere Erkenntnisse zur Entwicklung neuer Therapiestrategien führen, bei denen Makrophagen den kardialen Reparaturprozess bei Patienten mit Myokardinfarkt verbessern.