Stimulation von Regenerationsprozessen des Herzmuskels-Nutzung von Synergie-Effekten verschiedener Signalkaskaden und Beeinflussung epigenetischer Prozesse

• Applicant: Professor Dr. Henning Ebelt
• Subject Area: Cardiology, Angiology
• Term: from 2005 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 20436167

Herzmuskelzellen von Säugetieren verlieren kurz nach der Geburt ihre Teilungsfähigkeit, so dass der adulte Organismus nicht in der Lage ist, untergegangene Herzmuskelzellen (z.B. nach einem Herzinfarkt) zu ersetzen. In den letzten Jahren sind verschiedentlich Versuche unternommen worden, die Zellteilung von Kardiomyozyten durch Stimulation verschiedener Komponenten der Zellzyklusregulation zu induzieren. Dies führte jedoch in den meisten Ansätzen nicht nur zur Aktivierung des S-Phase-Eintritts in Kardiomyozyten, sondern darüberhinaus auch zur unerwünschten Steigerung der Apoptoserate. In eigenen Vorarbeiten wurde gezeigt, dass die gezielte Expression des Transkriptionsfaktors E2F2 in neonatalen Ratten-Kardiomyozyten zur DNA-Synthese und folgenden Zellteilung führt, ohne unerwünschte Effekte im Hinblick auf die Apoptose-Rate auszulösen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen, soll im hier vorgelegten Antrag mittels adenoviraler Expressionsvektoren analysiert werden, inwiefern E2F2 auch in adulten Kardiomyozyten proliferationsfördernd wirkt. Des weiteren soll als zweiter Ansatzpunkt die Beeinflussung von p53- und p73-anhängigen Signalkaskaden in die Versuche einbezogen werden, da laut Angaben der Literatur in einem transgenen Modell die Ausschaltung von p53 zur Proliferation von Kardiomyozyten im Myokardinfarktmodell der Maus führt. Als eigene Vorarbeiten hierzu wurden rekombinante Adenoviren konstruiert, die eine trunkierte Version von p73 (p73DD) mit dominant-negativen Eigenschaften gegenüber p73 und p53 exprimieren. Die Auswirkungen der Expression von p73DD auf Proliferation und Apoptose sollen sowohl in neonatalen als auch in adulten Kardiomyozyten analysiert werden, ebenso die gleichzeitige Expression von E2F2 und p73DD im Hinblick auf mögliche synergistische Effekte. Bei Bewilligung des Antrages werden die genannten Experimente sowohl in Zellkulturexperimenten als auch in Mäusen in vivo (einschliesslich Myokardinfarkt-Modeli) durchgeführt. Ergänzend zur adenoviralen Expression werden transgene Mausstämme, die E2F2 oder p73DD unter Kontrolle des aMHC-Promotors exprimieren, etabliert. Es werden sowohl Tiere mit permanenter als auch mit induzierbarer Transgen-Expression generiert. Der vorgelegte Antrag soll zu einem besseren Verständnis der Mechanismen führen, die der Zellzyklusblockade von Kardiomyozyten zugrunde liegen. Es soll analysiert werden, inwiefern E2F2 und p73DD geeignete Kandidaten darstellen, deren gezielte Expression die die Proliferation von Kardiomyozyten induziert. Dies könnte möglicherweise in der Zukunft neue therapeutische Möglichkeiten bei der Behandlung der Herzinsuffizienz eröffnen.

• DFG Programme: Research Grants