Damit sich Herz- und Gefäßzellen richtig entwickeln und lange gesund bleiben, müssen in den Zellen viele Prozesse exakt zusammenspielen. Eine neue Studie aus dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) zeigt nun: Entscheidend ist dabei nicht nur, welche Gene vorhanden sind, sondern auch, wie der Zellstoffwechsel diese Gene steuert.
Das Forschungsteam um Prof. Gergana Dobreva von der Medizinischen Fakultät Mannheim konnte zeigen, dass bestimmte Stoffwechselprodukte direkt beeinflussen, welche Gene in Herz-Zellen an- oder abgeschaltet werden. Diese Form der Gensteuerung wird Epigenetik genannt. Gemeint sind chemische Markierungen am Erbgut, die festlegen, wie Gene genutzt werden, ohne die Gene selbst zu verändern. Dieser Mechanismus spielt eine zentrale Rolle bei der Herzentwicklung, beim Altern und bei bestimmten Erbkrankheiten des Herzens.
Ein Strukturprotein mit unerwarteter Zusatzfunktion
Im Mittelpunkt der Studie steht ein Protein namens Lamin A/C. Es stabilisiert normalerweise den Zellkern, also den Bereich, in dem das Erbgut liegt. Die Forschenden entdeckten, dass Lamin A/C darüber hinaus den Abbau und die Nutzung der Aminosäure Cystein kontrolliert. Cystein ist ein natürlicher Bestandteil der Ernährung und des Zellstoffwechsels.
Fehlt Lamin A/C, gerät dieser Prozess aus dem Gleichgewicht. Die Zellen produzieren dann zu viel eines Stoffwechselprodukts, das epigenetische Schalter im Zellkern verändert. Dadurch werden Gene zur falschen Zeit aktiv. Die Folge: Herz-Zellen entwickeln sich nicht korrekt und verlieren an Funktion.
Gestörter Stoffwechsel lässt sich gezielt beeinflussen
Ermutigend ist, dass sich dieser Effekt gezielt beeinflussen ließ. Wurde der gestörte Cystein-Stoffwechsel korrigiert, normalisierten sich auch die epigenetischen Steuerungsmechanismen und die Entwicklungsprozesse der Herz-Zellen. Ähnliche Ergebnisse zeigten sich bei seltenen genetischen Erkrankungen, bei denen Lamin A/C verändert ist und die zu einer stark beschleunigten Alterung führen. Auch hier verbesserte eine Anpassung des Stoffwechsels die Zellfunktion und verringerte Schäden am Erbgut.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Zellstoffwechsel wie eine Art Schaltzentrale wirkt, die epigenetische Programme beeinflusst – mit direkten Folgen für Herzgesundheit und Alterungsprozesse.
„Auch wenn Laminopathien selten sind, haben sie für die Betroffenen oft schwerwiegende Folgen. Unser Ziel ist es, neue Therapieansätze zu entwickeln, die das Leben der Patientinnen und Patienten konkret verbessern“, sagt Erstautorin Dr. Yinuo Wang.
Studienleiterin Prof. Gergana Dobreva ergänzt: „Unsere Arbeit zeigt, dass sich grundlegende epigenetische Steuerungsprozesse über den Stoffwechsel beeinflussen lassen. Das eröffnet neue Perspektiven für die Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und altersbedingten Veränderungen.“
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Metabolism veröffentlicht.
Originalpublikation: wang Y, et al., Lamin A/C-regulated cysteine catabolic flux modulates stem cell fate through epigenome reprogramming, Nature Metabolism, Januar 2026
