Wichtige Herzreparateure: Unser Herzbeutel beherbergt Immunzellen mit heilsamer Wirkung. Wie Forscher herausgefunden haben, wandern diese Makrophagen ins Herz ein, sobald dieses zum Beispiel durch einen Herzinfarkt verletzt wird. Im Pumporgan fördern die Zellen dann offenbar entscheidend die Regeneration und hemmen die Bildung krankhaften Narbengewebes. Diese Erkenntnis könnte nun Auswirkungen auf gängige Operationsmethoden haben – aber auch neue Ansätze für Therapien von Herzpatienten bieten.
Die meisten Muskeln können sich nach einer Verletzung erstaunlich gut regenerieren – ausgerechnet der Herzmuskel besitzt allerdings nur geringe Selbstheilungskräfte. Wird im Pumporgan zum Beispiel durch einen Herzinfarkt Gewebe beschädigt, erholt sich die betroffene Stelle daher häufig nicht optimal. So kann es zum Beispiel zur vermehrten Bildung von Narbengewebe kommen. Diese sogenannte Fibrose ist eine gefürchtete Folge des Herzinfarkts, weil sie die Funktion des Pumporgans langfristig beeinträchtigen und zum Beispiel zu Herzschwäche führen kann.
Herzbeutel beherbergt Immunzellen
Doch welche Faktoren bestimmen, ob ein verletztes Herz heilt oder stattdessen schädliche Prozesse in Gang gesetzt werden? Forscher wissen inzwischen, dass im Pumporgan lokalisierte Immunzellen wie die Makrophagen eine entscheidende Rolle dabei spielen. Doch nicht nur sie. Justin Deniset von der University of Calgary in Kanada und seine Kollegen haben nun herausgefunden: Auch außerhalb des Herzens residierende Immunzellen sind an den Heilungsprozessen beteiligt.
Das Wissenschaftlerteam beobachtete an Mäusen, dass Makrophagen aus dem Herzbeutel als Reaktion auf eine Verletzung in das Pumporgan einwandern. Diese in der Fachsprache Perikard genannte Struktur ist gewissermaßen die Hülle des Herzens und mit einer speziellen Flüssigkeit gefüllt – genau darin befinden sich die jetzt in den Fokus gerückten Immunzellen.
Massenhafte Einwanderung
Um mehr über die Funktion dieser sogenannten Gata6+-Makrophagen herauszufinden, führten die Forscher Untersuchungen an Mäusen mit infarktbedingten Herzschäden durch. Dabei markierten sie die Immunzellen mithilfe von Fluoreszenztechniken und konnten sie auf diese Weise genau beobachten. Die Ergebnisse zeigten: Nach einem Herzinfarkt bewegten sich die Makrophagen in Scharen Richtung Herzen. „Wir beobachteten eine dramatische Verschiebung der Zellen vom Perikard zum Pumporgan“, berichtet das Team.
Sobald die Makrophagen das Herzgewebe erreicht hatten, durchliefen sie einen sichtbaren Wandel. So veränderte sich beispielsweise die Expression bestimmter Proteine auf der Oberfläche der Zellen. Das Entscheidende aber: Die derart veränderten Zellen leisteten offenbar einen erheblichen Beitrag zur Regeneration des Gewebes, wie die Experimente offenbarten. Unter anderem schienen sie antifibrotische Eigenschaften zu entfalten.
Makrophagen hemmen Fibrose
Wie wichtig diese Funktion ist, zeigte ein Test mit Mäusen, die diese speziellen Makrophagen nicht besaßen: Bei diesen Nagern kam es als Folge der Minderdurchblutung während des Infarkts zu verstärkten Fibrose-Prozessen. „Die Gata6+-Makrophagen aus dem Perikard tragen somit entscheidend zur Herzreparatur nach einer Verletzung bei“, erklären die Wissenschaftler.
Doch gilt dieser Zusammenhang auch beim Menschen? Der Verdacht liegt zumindest nahe. Denn Deniset und sein Team wiesen die Makrophagen auch in der Herzbeutelflüssigkeit von Schweinen und Menschen nach. Die Zellen scheinen dort sogar noch zahlreicher vorhanden zu sein als bei den Nagern. „Wir wussten schon immer, dass das Herz in einem mit einer seltsamen Flüssigkeit gefüllten Beutel sitzt. Doch erst jetzt ist klar, dass diese perikardiale Flüssigkeit reich an heilsamen Zellen ist“, konstatiert Denisets Kollege Paul Fedak.
Schädliche Operationen?
Diese Erkenntnis hat nach Ansicht der Forscher weitreichende Implikationen für die klinische Praxis. So wird zum Beispiel bei Operationen am offenen Herzen die perikardiale Flüssigkeit häufig entfernt, bei manchen Eingriffen auch Teile des Perikardgewebes oder der gesamte Herzbeutel. „Durch diesen Vorgang werden nützliche Makrophagen unvermeidlich mitentfernt“, schreibt das Team. „Kosten und Nutzen solcher Prozeduren müssen daher womöglich neu bewertet werden.“
Auf lange Sicht könnten sich darüber hinaus auch neue Ansätze für Therapien ergeben: „Diese Zellen könnten das Geheimnis zur Reparatur und Regeneration neuen Herzmuskelgewebes bewahren. Ihr Potenzial für innovative neue Therapien ist aufregend und wichtig“, konstatiert Fedak. Weitere Untersuchungen sollen nun zeigen, inwiefern diese Zellen eines Tages tatsächlich bei der Behandlung von Herzpatienten zum Einsatz kommen könnten. (Immunity, 2019; doi: 10.1016/j.immuni.2019.06.010)
Quelle: University of Calgary
