Immunzellen können Herzentzündungen in Herzversagen verwandeln

Eine Herzentzündung oder Myokarditis ist eine Erkrankung, die gewöhnlich durch eine Infektion verursacht wird, die das Herz erreicht. Obwohl der Zustand selten ist, kann er manchmal zu einer dilatativen Kardiomyopathie führen - eine Hauptursache für Herzversagen bei jüngeren Erwachsenen. Neue Forschung hilft zu erklären, warum dies in einigen Fällen und nicht in anderen geschieht, indem eine Immunzelle untersucht wird, die bei Mäusen ein Herzversagen zu verursachen scheint.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, wie sich eine Herzentzündung bei Mäusen zu Herzinsuffizienz entwickeln kann.

Myokarditis tritt auf, wenn eine Infektion das Herz erreicht hat. Während einer Infektion produziert das Immunsystem des Körpers Krankheitsbekämpfungszellen - aber bei einer Herzentzündung treten diese Zellen in das Herz ein und können seinen Muskel schädigen.

Der Zustand wird nicht oft diagnostiziert; es verursacht selten schwere Symptome und das Erkennen erfordert eine Herzbiopsie - ein eher invasives Verfahren mit mittlerem Risiko.

In einigen Fällen entwickelt sich die Myokarditis zu einer entzündlich dilatativen Kardiomyopathie (DCMi) - einer Störung, bei der sich der Herzmuskel erweitert, schwächt und das Blut nicht mehr richtig pumpen kann. In den Vereinigten Staaten ist DCMi eine der Hauptursachen für Herzversagen bei jüngeren Erwachsenen mit einer Prävalenz von 300 bis 400 Patienten pro Million erwachsener US-Amerikaner.

Neue Forschung, geleitet von Dr. Daniela Cihakova von der School of Medicine der Johns Hopkins Universität in Baltimore, MD - begann zu verstehen, warum in einigen Fällen das Herz von der Entzündung heilt, während es in anderen zu DCMi fortschreitet.

Wie die Autoren des neuen Artikels erwähnen, haben frühere Studien auf die Rolle von Eosinophilen - einer spezifischen Art von Immunzellen - bei der Entwicklung von Herzerkrankungen hingewiesen. Wie Dr. Cihakova erklärt, "liefern die neuen Forschungen mehr Details darüber, wie diese Zellen des Immunsystems zu einer Verschlechterung der Herzmuskelfunktion bei Mäusen führen können, so dass wir einige Parallelen zu menschlichen Krankheitsprozessen ziehen können."

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Das Journal der experimentellen Medizin.

Studieren der Rolle von Eosinophilen bei Herzinsuffizienz

Dr. Cihakova und Kollegen veränderten eine Gruppe von Mäusen genetisch, um einen Mangel an Eosinophilen zu haben. Sie induzierten dann Myokarditis in dieser Gruppe mit einer Technik namens experimentelle autoimmune Myokarditis. Bei diesem Verfahren erhalten Mäuse ein Peptid von ihren Herzmuskelzellen, wodurch das körpereigene Immunsystem das Herz angreift.

Die Forscher induzierten auch Myokarditis in einer anderen Gruppe von normalen Mäusen mit einem gesunden Anteil an Eosinophilen. Nach 21 Tagen haben die Wissenschaftler die Entzündung in den Herzen beider Gruppen von Mäusen gemessen.

Sie analysierten auch die Herzen auf Fibrose oder Narbengewebe - beides Anzeichen von absterbenden Herzmuskeln bei Säugetieren. Narbengewebe ist auch in Fällen von DCMi vorhanden.

Die Wissenschaftler fanden in beiden Gruppen eine ähnlich akute Entzündung.

Als die Wissenschaftler jedoch die Gruppen auf Anzeichen von Herzversagen untersuchten, fanden sie drastische Unterschiede zwischen der Eosinophilen-defizienten Gruppe und der normalen Gruppe.

Die Mäuse mit normalen Eosinophilwerten entwickelten Herzversagen, während Mäuse mit Eosinophilenmangel keine Anzeichen einer Herzfehlfunktion zeigten.

Das Team fand auch Narbengewebe in beiden Gruppen in ähnlichem Maße. Die normalen Mäuse hatten jedoch DCMi, während die Eosinophilen-defizienten nicht betroffen waren.

Die Rolle von Eosinophilen bestätigt durch zweites Experiment

Um zu sehen, ob sie ihre Ergebnisse replizieren konnten, entwarf das Team ein zusätzliches Experiment, in dem sie Mäuse genetisch modifizierten, um einen Überschuss eines Eosinophil produzierenden Proteins namens IL5 zu haben.

Die IL5-exzessiven Mäuse entwickelten mehr Entzündungen und mehr Narbengewebe in den oberen Kammern des Herzens (oder Atrien) im Vergleich zu normalen Mäusen.

Mäuse mit übermäßigem IL5-Protein hatten auch mehr Herz-infiltrierende Zellen. So viel wie 60 Prozent dieser Zellen waren Eosinophile in den IL5-exzessiven Mäusen, verglichen mit nur 3 Prozent in den normalen Mäusen.

Zusätzlich untersuchten die Forscher 45 Tage nach dem Experiment die Herzen der Mäuse und fanden schwere DCMi in den Mäusen mit zu viel IL5-Protein.

Schließlich, um der Möglichkeit Rechnung zu tragen, dass es das IL5-Protein und nicht die Eosinophilen sind, die die DCMi-Entwicklung vorantreiben, modifizierte das Team genetisch veränderte Eosinophilen-defiziente Mäuse, um einen Überschuss des Proteins zu haben.

Die Forscher fanden keine Verringerung der Herzfunktion dieser IL5-exzessiven, Eosinophilen-defizienten Mäuse im Vergleich zu normalen Mäusen. Dies bestätigt, dass die Immunzellen, nicht das Protein, DCMi verursachen.

Eosinophil-made Protein erhöht die Wahrscheinlichkeit von Post-Myokarditis DCMi

In einem Versuch, genau zu verstehen, wie Eosinophile für DCMi verantwortlich sind, untersuchten die Forscher weiter und gelang es, ein Protein namens IL4 zu isolieren, das von Eosinophilen produziert wird.

Mit Hilfe eines weiteren Mausmodells stellten Dr. Cihakova und sein Team fest, dass es tatsächlich das IL4 ist, das die Entwicklung von DCMi erleichtert und von Eosinophilen ausgelöst wird.

"Die Botschaft von zu Hause ist, dass die Schwere der Entzündung nicht unbedingt den langfristigen Krankheitsverlauf bestimmt, sondern spezifische infiltrierende Zelltypen - in diesem Fall Eosinophile -".

Dr. Daniela Cihakova

Die Studie leitender Autor weist darauf hin, dass ihre Studie der erste ist, die Rolle der Eosinophilen im Beginn der Entzündung des Herzmuskels, und in seiner Entwicklung von Entzündung zu DCMi zu untersuchen.

Nicola Diny, Ph.D. Student in der Bloomberg School of Public Health und der erste Autor der Studie, kommentiert auch die Ergebnisse:

"Unsere Studien zeigen, dass die Anwesenheit von Eosinophilen im Herzen dazu führt, dass Mäuse nach einer Myokarditis häufiger DCMi bekommen. Und wenn es viele Eosinophile gibt, entwickeln die Mäuse eine noch schwerere Herzinsuffizienz", sagt Diny. „Es ist wichtig, zu testen, ob das gleiche bei Patienten der Fall ist. Auf diese Weise können wir in der Lage sein, frühzeitig zu intervenieren und DCMi zu verhindern.“

Die Forscher hoffen, dass ihre Studie dazu beitragen wird, auf IL4 zielende Medikamente zu entwickeln, die eines Tages Patienten mit Myokarditis behandeln könnten, wodurch möglicherweise die Progression in DCMi gestoppt wird.

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