Weltweit werden etwa zwei von 100 Neugeborenen mit einem angeborenen Herzfehler geboren. Warum manche Herzen sich nicht richtig ausbilden, ist eine der hartnäckigsten Fragen der Medizin — doch ein Team der Universität Kopenhagen sagt, ein Teil der Antwort könnte in einem bisher unbekannten Kommunikationssystem auf der Zelloberfläche liegen.

Der Mechanismus arbeitet im primären Zilium, einer mikroskopisch kleinen Antenne, die aus den meisten Zellen des Körpers herausragt. Das Zilium liest Signal-Moleküle aus der Umgebung und hilft der Zelle zu entscheiden, ob sie sich teilen, bewegen oder sterben soll. In einer neuen, in PLOS Biology veröffentlichten Studie zeigen die Forscher, dass drei Proteine — TAK1, TAB2 und PKA-Cα — innerhalb dieser Antenne ein Signalzentrum bilden, das eine bedeutende Rolle bei der Herzbildung spielt.

„Diese Proteine wirken wie molekulare Anweisungen, die Stammzellen sagen, wann und wie sie sich zu Herzmuskelzellen entwickeln sollen", sagt Søren Tvorup Christensen, Professor für Zellbiologie. „Genetische Veränderungen können diese Kommunikation jedoch stören, ‚Antennendefekte' verursachen und so zu angeborenen Herzfehlern führen."

Um den Fall zu belegen, kombinierte das Team drei Beweislinien: genetische Daten mehrerer tausend Patienten mit angeborenen Herzfehlern, auf der Suche nach seltenen Mutationen, die bei Patienten häufiger auftreten als bei Gesunden; Experimente, in denen dieselben Mutationen in Zebrafische eingebaut wurden und zu defekter Herzentwicklung führten; und Laborstudien an menschlichen Zellen und Maus-Stammzellen, die zeigen, wie der Signalweg auf molekularer Ebene funktioniert.

„Wir untersuchen den Mechanismus aus vielen verschiedenen Blickwinkeln und mit vielen verschiedenen Methoden, die alle das stützen, was wir bei Patienten beobachten", sagt Lars Allan Larsen, Professor an der Abteilung für Zelluläre und Molekulare Medizin. „Daher sind wir ziemlich zuversichtlich, dass dieser Mechanismus auch beim Menschen existiert."

Die Entdeckung könnte auch ein seit langem bestehendes Rätsel erklären: Patienten mit syndromalen angeborenen Herzfehlern haben oft auch Defekte in anderen Organen — Gehirn, Nieren oder Skelett. Die Forscher sagen, ein versagender Zilienmechanismus könnte die einheitliche Erklärung sein, und der Befund könnte Ärzten helfen, Patienten früher zu erkennen und gezielte Behandlungen für die größere Familie der zilienbedingten Krankheiten zu entwickeln.

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