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Paper of the Month

Oktober 2020


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Cells of the adult human heart. Nature 2020, DZHK-Autoren: Henrike Maatz, Daniel Reichart, Barbara McDonough, Norbert Hübner

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Rund eine halbe Million einzelne Zellen und Zellkerne des menschlichen Herzens hat ein internationales Forscherteam aus sechs Ländern analysiert. Die Wissenschaftler wollen verstehen, wie das gesunde Herz „tickt“ und was bei einer Herzerkrankung schiefläuft. Dadurch sollen neue Behandlungen ermöglicht und Wege gefunden werden, geschädigtes Herzgewebe zu regenerieren. In einem ersten ausführlichen Entwurf des Atlas‘ des menschlichen Herzens, der im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht wurde, zeigen die Forscher die enorme Vielfalt von Zellen und Molekülen.

„Dies ist das erste Mal, dass sich irgendjemand in diesem Maßstab einzelne Zellen des menschlichen Herzens angeschaut hat. Das ist erst durch umfangreiche Einzelzellsequenzierung möglich geworden“, sagt Professor Norbert Hübner, Principle Investigator am DZHK und einer der Hauptautoren vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), der Charité - Universitätsmedizin Berlin und dem Berlin Institute of Health (BIH). „Diese Studie zeigt, was diese Technik und internationale Kooperationen leisten können. Das gesamte Spektrum der Herzzellen und ihre Genaktivität zu kennen, ist eine grundlegende Notwendigkeit. Nur so kann man verstehen, wie das Herz funktioniert und wie es auf Stress und Krankheit reagiert.“

Bisher ist relativ wenig darüber bekannt, wie genau sich die Zellen in den verschiedenen Herzregionen bei jedem Herzschlag koordinieren und so sicherstellen, dass der Körper über das Blut permanent mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt und Abfallstoffe und Kohlendioxid entsorgt werden. Für ihre Arbeit konnten die Forscher sieben weibliche und sieben männliche Herzen hirntoter, aber herzgesunder Spender zwischen 40 und 75 Jahren nutzen, die für eine Transplantation nicht in Frage kamen. Um die Herzzellen möglichst genau zu charakterisieren, untersuchte das Team, welche Gene in den einzelnen Zellen und Zellkernen aus sechs verschiedenen Herzregionen jeweils angeschaltet sind.

Neben der ungeheuren Zellvielfalt enthüllt der Atlas zuvor unbekannte Subtypen von Herzmuskelzellen und stützenden Herzzellen, schützende Immunzellen des Herzens und ein weit verzweigtes Netzwerk von Blutgefäßzellen. Er zeigt zudem, wie die Zellen kommunizieren, um das Herz in Gang zu halten.

Publikation