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Nach Stammzelltransplantation: Warum das Herz-Kreislauf-Risiko steigt

Menschen, die eine allogene Stammzelltransplantation erhalten – also Stammzellen von einer anderen Person –, haben ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Bislang war jedoch unklar, ob und wie diese Therapie selbst zur Verkalkung der Blutgefäße (Atherosklerose) beiträgt.

Grafischer Abstrakt der Studie
Graphical Abstract der Studie “Allogeneic haematopoietic cell transplantation promotes atherosclerosis in mice via CD8+ T cells” in Cardiovasc Res. 2025;121(17):2668-2678. doi:10.1093/cvr/cvaf229. Die Studie liefert einen wichtigen Hinweis darauf, warum Patientinnen und Patienten nach einer allogenen Stammzelltransplantation häufiger Herz-Kreislauf-Erkrankungen entwickeln. Sie legt nahe, dass Immunreaktionen im Rahmen der GvHD die Entstehung von Atherosklerose fördern. Gleichzeitig zeigen die Ergebnisse mögliche neue Ansatzpunkte, um das langfristige Herz-Kreislauf-Risiko dieser Patientinnen und Patienten gezielt zu senken.

Genau das hat eine neue experimentelle Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. Andreas Beilhack und Prof. Dr. Alma Zernecke-Madsen untersucht.

In einem Mausmodell simulierten die Forschenden eine allogene Stammzelltransplantation mit einer leichten Form der Graft-versus-Host-Erkrankung (GvHD), bei der Immunzellen des Spenders den Körper des Empfängers angreifen. Die Tiere erhielten zusätzlich eine fettreiche westliche Ernährung, um Herz-Kreislauf-Risiken zu verstärken.

Das Ergebnis: Mäuse, die neben den Stammzellen auch Immunzellen (T-Zellen) vom Spender bekamen, entwickelten deutlich stärkere Ablagerungen in den Blutgefäßen als Vergleichstiere. Besonders auffällig war eine vermehrte Ansammlung bestimmter Immunzellen, sogenannter CD8-T-Zellen, in der Gefäßwand. Gleichzeitig waren bei diesen Tieren die Cholesterinwerte im Blut erhöht.

Wurden diese CD8-T-Zellen gezielt entfernt, nahmen sowohl die Gefäßverkalkung als auch die Cholesterinwerte deutlich ab. Das zeigt, dass diese Immunzellen eine zentrale Rolle bei der Schädigung der Gefäße spielen.

Publikation: 
Ivana Jorgacevic, Haroon Shaikh, Hla Ali, Maja Bundalo, Sarah Schäfer, Michael A G Kern, Maike Büttner-Herold, Simone Reu-Hofer, Clément Cochain, Hendrik Bartolomaeus, Antoine-Emmanuel Saliba, Melanie Rösch, Giuseppe Rizzo, Estibaliz Arellano Viera, Juan Gamboa Vargas, Friederike Berberich-Siebelt, Wolfgang Herr, Louis Boon, Andreas Rosenwald, Elke Butt, Heike M Hermanns, Andreas Beilhack, Alma Zernecke. Allogeneic haematopoietic cell transplantation promotes atherosclerosis in mice via CD8+ T cells. Cardiovasc Res. 2025;121(17):2668-2678. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaf229 

Editorial zur Publikation: 
Anton Gisterå, Hannes Lindahl, Graft vs. atheroma in a battle of host dominion, Cardiovascular Research, Volume 121, Issue 17, December 2025, Pages 2614–2615, https://doi.org/10.1093/cvr/cvaf266

Grafischer Abstrakt der Studie
Graphical Abstract der Studie “Allogeneic haematopoietic cell transplantation promotes atherosclerosis in mice via CD8+ T cells” in Cardiovasc Res. 2025;121(17):2668-2678. doi:10.1093/cvr/cvaf229. Die Studie liefert einen wichtigen Hinweis darauf, warum Patientinnen und Patienten nach einer allogenen Stammzelltransplantation häufiger Herz-Kreislauf-Erkrankungen entwickeln. Sie legt nahe, dass Immunreaktionen im Rahmen der GvHD die Entstehung von Atherosklerose fördern. Gleichzeitig zeigen die Ergebnisse mögliche neue Ansatzpunkte, um das langfristige Herz-Kreislauf-Risiko dieser Patientinnen und Patienten gezielt zu senken.
Molekulare Determinanten der kardialen Lymphfunktionsstörung in einem Modell mit chronischer Drucküberlastung

Ein gesundes Herz ist auf eine effiziente Lymphdrainage angewiesen, um überschüssige Flüssigkeit und Immunzellen nach einer Verletzung abzutransportieren.

Mikroskopische Bilder aus der Publikation zur Veränderung des Lymphprofils nach einer Herzentzündung.
Durch Herzentzündung hervorgerufene Veränderungen des Lymphprofils. Beispiele für die Expression des Transmembranproteins Claudin-5 (rot) in Lymphgefäßen im gesunden und kranken, drucküberlasteten Herzen (Lyve1, grau, DAPI, blau) und Blutgefäßen (VE-Cadherin, grün). Maßstab 20 µm. Pfeile: Claudin-5-exprimierende Lymphgefäße. Die Expression von Claudin-5 ist in den lymphatischen Gefäßen in den betroffenen Herzmodellen im Vergleich zu gesunden Herzen deutlich reduziert.

Forscherinnen und Forscher der Universität Rouen haben in einer von ANR/DFG finanzierten Zusammenarbeit mit dem Uniklinikum Würzburg nun herausgefunden, wie dieses Schutzsystem bei Herzinsuffizienz beeinträchtigt wird. 

Mithilfe fortschrittlicher Einzelzell-RNA-Sequenzierung in einem experimentellen Modell der Herzinsuffizienz aufgrund einer chronischen Drucküberlastung fand das Team heraus, dass Entzündungen wichtige Strukturen in den Lymphgefäßen stören, wodurch diese undicht werden und Flüssigkeit nicht mehr richtig ableiten können. Den neu gebildeten Lymphgefäßen fehlten außerdem Klappen, was die Fähigkeit des Herzens, überschüssige Flüssigkeit abzuleiten, weiter beeinträchtigte. Im Gegensatz dazu behielten die Herzlymphgefäße ihre Fähigkeit, Immunzellen anzuziehen und zu beseitigen. 

Die im Journal EMBO Molecular Medicine veröffentlichte Studie identifizierte zudem molekulare Signalwege, die zur Wiederherstellung der Lymphfunktion und somit als therapeutische Angriffspunkte zur Behandlung der Herzinsuffizienz genutzt werden könnten.

Publikation
Coraline Heron, Theo Lemarcis , Océane Laguerre, Bénjamin Bourgeois, Corentin Thuilliez, Chloé Valentin, Anais Dumesnil, Manon Valet, David Godefroy, Damien Schapman, Gaetan Riou, Sophie Candon, Céline Derambure, Alma Zernecke, Caroline Berard, Hélène Dauchel, Virginie Tardif, Ebba Brakenhielm. Molecular determinants of cardiac lymphatic dysfunction in a chronic pressure-overload model. EMBO Mol Med 18, 325–355 (2026). https://doi.org/10.1038/s44321-025-00345-w

Mikroskopische Bilder aus der Publikation zur Veränderung des Lymphprofils nach einer Herzentzündung.
Durch Herzentzündung hervorgerufene Veränderungen des Lymphprofils. Beispiele für die Expression des Transmembranproteins Claudin-5 (rot) in Lymphgefäßen im gesunden und kranken, drucküberlasteten Herzen (Lyve1, grau, DAPI, blau) und Blutgefäßen (VE-Cadherin, grün). Maßstab 20 µm. Pfeile: Claudin-5-exprimierende Lymphgefäße. Die Expression von Claudin-5 ist in den lymphatischen Gefäßen in den betroffenen Herzmodellen im Vergleich zu gesunden Herzen deutlich reduziert.
Blockierung der Spaltung des Glykoproteins V der Blutplättchen reduziert Blutungen in Mausmodellen für MYH9-assoziierte Erkrankungen

In der in Haematologica veröffentlichten Studie untersuchten die Arbeitsgruppen von Bernhard Nieswandt und Markus Bender aus der Experimentellen Biomedizin I einen neuen therapeutischen Ansatz bei erblich bedingten Blutungsstörungen, insbesondere bei MYH9-verwandten Erkrankungen.

Mikroskopische Bilder aus der Publikation
Die Behandlung mit einem Anti-Glykoprotein-V-Antikörper erhöht die Fibrinbildung im Vollblut von Myh9R702C/+-Mäusen unter Flussbedingungen ex vivo. Zitriertes Vollblut wurde rekalzifiziert und bis zu 6 Minuten bei einer Scherrate von 1.000 s⁻¹ über Kollagen-/Gewebefaktor-Spots perfundiert. Die Blutproben wurden zuvor für 5 Minuten mit AF546-konjugiertem Fibrinogen sowie einem AF647-konjugierten Anti-GPIX-Derivat zur Markierung der Thrombozyten vorinkubiert. Der Maßstabsbalken entspricht 30 µm. Quelle: doi: 10.3324/haematol.2025.287542

Die Erkrankung wird durch Mutationen im MYH9-Gen verursacht, die zu vergrößerten, funktionell eingeschränkten Blutplättchen (Thrombozyten) und einer erhöhten Blutungsneigung führen.

Bisherige Therapien zielen vor allem auf die Erhöhung der Thrombozytenzahl oder die Hemmung der Fibrinolyse ab. In dieser Arbeit präsentieren die Autoren eine alternative, Thrombozyten-spezifische, antikörperbasierte Therapieoption für die MYH9-assoziierte Erkrankung, mit der funktionelle Defizite der Hämostase gezielt korrigiert werden können. Aufbauend auf früheren Arbeiten zur Rolle des Thrombozytenrezeptors Glykoprotein V (GPV) untersuchten sie, ob die Blockade der Thrombin-vermittelten GPV-Spaltung die Hämostase verbessern kann. 

In mehreren Mausmodellen der MYH9-Erkrankung führte die Hemmung der GPV-Spaltung zu einer beschleunigten und verstärkten Fibrinbildung unter Flussbedingungen sowie zu deutlich verkürzten Blutungszeiten in vivo. Bemerkenswert ist, dass dieser Effekt unabhängig von einer Erhöhung der Thrombozytenzahl auftrat. 

Die Ergebnisse zeigen, dass die gezielte Modulation der GPV-Spaltung einen vielversprechenden, Thrombozyten-spezifischen Therapieansatz darstellt. Perspektivisch könnte dieser Ansatz nicht nur für erbliche Thrombozytenerkrankungen, sondern auch bei erworbenen Thrombozytenfunktionsstörungen klinisch relevant sein.

Publikation
Patricia Öftering, Juliane Baumann, Sarah Beck, Andreas Greinacher, Bernhard Nieswandt, Markus Bender. Blocking platelet glycoprotein V cleavage reduces bleeding in mouse models of MYH9-related disease. Haematologica. 2025 Dec 1;110(12):3099-3103.
doi: 10.3324/haematol.2025.287542

Mikroskopische Bilder aus der Publikation
Die Behandlung mit einem Anti-Glykoprotein-V-Antikörper erhöht die Fibrinbildung im Vollblut von Myh9R702C/+-Mäusen unter Flussbedingungen ex vivo. Zitriertes Vollblut wurde rekalzifiziert und bis zu 6 Minuten bei einer Scherrate von 1.000 s⁻¹ über Kollagen-/Gewebefaktor-Spots perfundiert. Die Blutproben wurden zuvor für 5 Minuten mit AF546-konjugiertem Fibrinogen sowie einem AF647-konjugierten Anti-GPIX-Derivat zur Markierung der Thrombozyten vorinkubiert. Der Maßstabsbalken entspricht 30 µm. Quelle: doi: 10.3324/haematol.2025.287542
Steuerung von Calcium-Signalen in Megakaryozyten und Thrombozyten

Die Experimentelle Biomedizin I konnte gemeinsam mit der Physiologie in einer in Communications Biology veröffentlichen Studie zeigen, wie sich Calcium-Signale in Megakaryozyten und Blutplättchen (Thrombozyten) erstmals mit hoher räumlicher und zeitlicher Präzision steuern lassen.

Calcium ist ein zentraler Botenstoff für zahlreiche zelluläre Prozesse und spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung von Blutplättchen sowie bei deren Aktivierung. Trotz seiner Bedeutung war bislang unklar, wie lokale, subzelluläre Calcium-Ereignisse diese Prozesse gezielt beeinflussen, da geeignete experimentelle Werkzeuge fehlten. Mithilfe eines neu entwickelten, besonders calciumleitfähigen lichtaktivierbaren Ionenkanals, ChR2 XXM2.0, konnten die Arbeitsgruppen dieses methodische Hindernis überwinden. Durch gezielte Lichtimpulse ließ sich der Calcium-Einstrom in ausgewählten Bereichen einzelner Zellen präzise auslösen.

Die Experimente zeigten, dass lokale Calcium-Signale eine gerichtete Polarisation von Megakaryozyten auslösen. Diese Polarisation gilt als entscheidender Schritt, damit Megakaryozyten ihre Ausläufer in die Blutgefäße des Knochenmarks ausrichten und dort Blutplättchen freisetzen können. Der Prozess erwies sich als abhängig von dem kontraktilen Protein Myosin IIA, dem Fibrinogenrezeptor Integrin αIIbβ3 sowie dem Signalprotein Cdc42, das für die Ausbildung von Zellpolarität bekannt ist. 

Ein weiterer zentraler Befund ist die erstmalige optogenetische Manipulation der anukleären Blutplättchen. In einer neu entwickelten transgenen Mauslinie konnte durch Licht gezielt Calcium-Einstrom in einzelnen Blutplättchen ausgelöst werden, was zur Aktivierung prokoagulatorischer Eigenschaften wie der Exposition von Phosphatidylserin und P-Selektin führte. Damit demonstriert diese Studie, dass selbst kernlose Zellen funktionell mit optogenetischen Methoden gesteuert werden können. 

Die Arbeit liefert nicht nur neue Einblicke in die Rolle von Calcium bei der Blutplättchenbildung und -aktivierung, sondern stellt auch ein vielseitiges Werkzeug bereit, das künftig die Untersuchung subzellulärer Calcium-Signale in vielen weiteren Zelltypen ermöglichen dürfte.

Publikation: 
Yujing Zhang, Jing Yu-Strzelczyk, Dmitri Sisario, Rebecca Holzapfel, Zoltan Nagy, Congfeng Xu, Chengxing Shen, Georg Nagel, Shiqiang Gao & Markus Bender. Optogenetic induction of subcellular Ca2+ events in megakaryocytes and platelets using a highly Ca2+-conductive channelrhodopsin. Commun Biol 8, 1433 (2025). https://doi.org/10.1038/s42003-025-08924-w