Die Methylierung der DNA ist an ihrer Regulation und Translation in RNA beteiligt. Dieser Mechanismus hat kürzlich als mögliches therapeutisches Ziel bei Herzinsuffizienz an Aufmerksamkeit gewonnen. Die Rolle der DNA-Methylierung in Herzmuskelzellen ist jedoch umstritten. Daher untersuchten die Autoren dieser Studie die DNA-Methylierung in Herzmuskelzellen unter verschiedenen Bedingungen, um die Herzschwäche besser zu verstehen, eine Voraussetzung für neue Behandlungsansätze.
Die Wissenschaftler vom Universitätsklinikum Hamburg (UKE) fanden zusammen mit ihren Kollegen in Singapur (Genome Institute of Singapore) und Großbritannien (University of Nottingham) bedeutende Hinweise darauf, dass die DNA-Methylierung tatsächlich eine Rolle spielt. Sie untersuchten dies, indem sie die wichtigste Form des verantwortlichen Enzyms, die DNA-Methyltransferase DNMT3A, im Herzen mit der CRISPR/Cas9-Geneditierungstechnik in induzierten pluripotenten Stammzellen ausschalteten. Diese Zellen wurden zu Herzmuskelzellen differenziert, aus denen die Wissenschaftler dann künstliches Herzgewebe erzeugten.
Zahlreiche Untersuchungen an diesem künstlichen Herzgewebe lieferten Hinweise darauf, dass die DNA-Methylierung vor allem unter Zellstressbedingungen eine Rolle spielt und insbesondere für den Lipid- und Zuckerstoffwechsel der Herzmuskelzellen wichtig zu sein scheint. Auch die Motorproteine der Zellen und damit ihre Beweglichkeit können durch DNA-Methylierung beeinflusst werden.
Die Arbeit des internationalen Teams um Alexandra Madsen und Justus Stenzig von der Experimentellen Pharmakologie in Hamburg liefert damit entscheidende neue Einblicke in die kontroverse Diskussion um die DNA-Methylierung in Herzmuskelzellen. Sie liefert außerdem Anhaltspunkte bei der Suche nach neuen Therapien dieser häufigen und schweren Erkrankung.