August 2014

Das Enzym Calcium/Calmodulin-abhängige Kinase II (CaMKII) ist eine Proteinkinase, die an andere Moleküle Phophatgruppen hinzufügt (Phosphorylierung) und so die Aktivität dieser Moleküle beeinflusst. Das Enzym Calcineurin ist eine Phosphatase, die umgekehrt Phosphatgruppen an anderen Molekülen abspaltet (Dephosphorylierung) und so ebenfalls die Aktivität von Molekülen beeinflusst. Die Rolle beider Moleküle für Herzerkrankungen wurde in den letzten 20 Jahren intensiv untersucht. Es gibt zahlreiche Hinweise, dass sowohl CaMKII als auch Calcineurin, die beide durch Calcium-abhängige Mechanismen aktiviert werden, wichtige Schlüssel-Enzyme bei der Entstehung und Progression der chronischen Herzschwäche sind. Allerdings existierten auch widersprüchliche Befunde darüber, ob lediglich die experimentelle Überaktivierung dieser Enzyme oder die Aktivierung der in den Herzmuskelzellen vorhandenen Enzyme ausreicht, den Krankheitsprozess zu induzieren. Die Autoren dieser Studie nutzten erstmals ein neues mausgenetisches Modell, in dem alle im Herzen vorhandenen CaMKII Gene ausgeschaltet wurden, so dass keinerlei CaMKII Aktivität in Herzmuskelzellen mehr nachweisbar war. Dadurch konnte ermittelt werden, welche Ziel-Moleküle spezifisch durch CaMKII phosphoryliert werden. Es zeigte sich unter anderem, dass CaMKII die Phosphorylierung von Calcineurin vermittelt und dadurch Calcineurin hemmt. In den Herzen von Mäusen ohne CaMKII Aktivität zeigte sich entsprechend eine Aktivierung des in den Herzmuskelzellen vorhandenen Calcineurins. Diese führte zu einem Wachstum des Herzmuskels. Die neue überraschende Erkenntnis ist, dass es trotz des Calcineurin-vermittelten Wachstums des Herzmuskels zu einer verbesserten Funktion und zu weniger krankhaften Umbauprozessen nach einer Druckbelastung des Herzen kam. Aufgrund dieser Befunde schlussfolgern die Autoren um Johannes Backs vom DZHK-Standort Heidelberg/Mannheim, dass die Hemmung von CaMKII nicht aber von Calcineurin ein vielversprechender Ansatz für die Therapie der chronischen Herzschwäche ist.

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