Eine bahnbrechende Entdeckung des Francis Crick Institute in London enthüllt, dass die eigenen Kontraktionen des Herzens biologische Signale liefern, die seine Entwicklung zu einem funktionellen Organ steuern. Diese Erkenntnis, die auf der Untersuchung von Zebrafischen basiert, die viele Merkmale mit menschlichen Herzen teilen, könnte tiefgreifende Auswirkungen auf das Verständnis und die Behandlung von angeborenen Herzerkrankungen haben.
Die Forscher nutzten fortschrittliche 4D-Bildgebung, um zu beobachten, wie die muskulären Strukturen des Herzens, die Trabekel, wachsen. Entgegen früheren Annahmen, dass dies durch Zellteilung geschieht, fanden sie heraus, dass das Wachstum durch die Rekrutierung benachbarter Zellen erfolgt. Ein entscheidender Mechanismus ist eine Rückkopplungsschleife: Die Kontraktionen des Herzens machen seine Zellen, die Kardiomyozyten, weicher. Dies ermöglicht die Ausdehnung der Herzkammern und erhöht deren Blutfüllkapazität. Gleichzeitig wirkt dieser Prozess als Wachstumsbremse und sorgt dafür, dass das Herz eine optimale Größe erreicht. Toby Andrews, Erstautor der Studie und Postdoktorand im Labor von Dr. Rashmi Priya am Crick Institute, betont die Intelligenz und Anpassungsfähigkeit des Herzens. „Wir entdecken, dass das Herz nicht einfach vorprogrammiert ist, sondern eine intelligente Anpassungsfähigkeit an physiologische Bedürfnisse zeigt“, erklärt er. Diese Plastizität ist entscheidend für das Verständnis von Entwicklungsstörungen des Herzens, die, wie Studien zeigen, mit neurologischen Defiziten einhergehen können und oft eine gemeinsame genetische Ursache mit Herzfehlbildungen haben. Die Forschung, die von der British Heart Foundation finanziert wurde, eröffnet neue Wege für therapeutische Ansätze. Indem die Wissenschaftler verstehen, wie mechanische Kräfte das Zellverhalten beeinflussen, könnten sie Wege entwickeln, um geschädigte Herzen zu reparieren und gesunde Herzregeneration zu fördern. Dr. Rashmi Priya, Leiterin des Organ Morphodynamics Lab am Crick, hebt die klinische Relevanz hervor: „Das Verständnis der Trabekelbildung ist entscheidend für die Bekämpfung von Herzerkrankungen, die auf Entwicklungsanomalien beruhen.“ Die British Heart Foundation unterstützt aktiv die Herzforschung mit verschiedenen Fördermöglichkeiten, um bahnbrechende Entdeckungen wie diese voranzutreiben. Diese Forschungsergebnisse definieren das Herz neu als einen aktiven Architekten seiner eigenen Form und Funktion. Sie unterstreichen die Bedeutung interdisziplinärer Wissenschaft, die Zellbiologie, Entwicklungsgenetik und Physik kombiniert, um die komplexen Prozesse des Lebens zu entschlüsseln und letztlich die menschliche Gesundheit zu verbessern. Die Erkenntnisse über die Rückkopplungsschleifen, die das Herzwachstum steuern, könnten auch für das Verständnis anderer komplexer Organentwicklungsprozesse von Bedeutung sein.