Piezo2 -Ionenkanal spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Koronargefäßen und des Herzens

Der Ion Channel Piezo2 vermittelt nicht nur Touch -Stimuli. Es spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Koronarschiffen, einem Team, das von Annette Hammes aus den Berichten des Max Delbrück Center in „berichtet wird“ angeführt wird.Nature kardiovaskuläre Forschung.„Die Ergebnisse könnten unser Verständnis von angeborenen Herzfehlern verbessern.

Unsere Haut kann auch die geringste Brise erkennen. Diese bemerkenswerte Empfindlichkeit ist den in Zellmembranen eingebetteten speziellen Ionenkanälen zu verdanken, die auf mechanische Reize reagieren. Jetzt hat ein Team unter der Leitung von Dr. Annette Hammes, Gruppenleiter der molekularen Signalwege im kortikalen Entwicklungslabor im Max Delbrück Center, gezeigt, dass einer dieser Kanäle – Piezo2 – auch eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Koronarschiffen und des Herzens spielt. Ihre Studie wurde in veröffentlicht in Nature kardiovaskuläre Forschung.

Mehrere Gruppen im Max Delbrück Center trugen zur Studie bei, darunter die Teams unter der Leitung von Professoren Gary Lewin, Holger Gerhardt und Norbert Hübner. „In unserem Zentrum bringen wir ein breites Spektrum an Fachwissen zusammen, um wichtige biologische Prozesse zu verstehen“, sagt Hammes. Die neuen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Ursachen angeborener Herzerkrankungen zu identifizieren und letztendlich eine frühere Diagnose und Behandlung zuzulassen. „Piezo2 könnte auch als neues therapeutisches Ziel für Herz -Kreislauf -Erkrankungen auftreten“, fügt sie hinzu.

Wenn Koronargefäße fehlfassen

Dr. Mireia Pampols-Perez, leitender Autor des Hammes-Teams, verwendete Mausmodelle, um zu demonstrieren, dass sich die Koronararterien ohne Piezo2 nicht richtig entwickeln. In Abwesenheit dieses Ionenkanals bleiben die kleinen Gefäße entweder zu eng oder in abnormaler Weise zu eng oder verzweigen – was die Sauerstoffversorgung für den Herzmuskel verringert. Ähnliche Missbildungen traten bei Mäusen mit einer überaktiven Piezo2-Variante auf, die beim Menschen das seltene genetische Störungs-Marden-Walker-Syndrom verursacht. In beiden Fällen wird das Herzmuskelgewebe, insbesondere im linken Ventrikel, verdickt – wahrscheinlich aufgrund des aberranten Wachstums von Blutgefäßen.

„Genomweite Assoziationsstudien legen nahe, dass Mutationen im Piezo2-Gen auch mit kardiovaskulären Bedingungen beim Menschen wie Herzinsuffizienz, Bluthochdruck oder Aneurysmen in Verbindung gebracht werden können“, erklärt Hammes. „Fehlfunktionen in diesem Ionenkanal während der embryonalen Entwicklung können zunächst zu subtilen, aber unbemerkten vaskulären Veränderungen führen – nur um später im Leben oder unter körperlichem Stress schwerwiegende Herzprobleme auszulösen.“

Piezo2 ist normalerweise nur während des embryonalen Stadiums in Endothelzellen aktiv, die Koronararterien leiten. Nach der Geburt wird der Kanal normalerweise heruntergefahren.

Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass es unter bestimmten Bedingungen im erwachsenen Herzen erneut exprimiert werden kann, was möglicherweise die Regeneration von Blutgefäßen unterstützt. Dies ist natürlich eine aufregende Aussicht – insbesondere bei Erkrankungen der Koronararterien oder nach einem Herzinfarkt. „

Annette Hammes vom Max Delbrück Center

Neue Optionen für Diagnostik und Prävention

Um zu untersuchen, ob die Piezo2-Befunde von Mäusen auch für den Menschen gelten, arbeitet das Hammes-Team jetzt mit Kollegen des Helmholtz-Instituts für translationale Angiocardioscience (Hi-TAC) in der Heidelberg und der Mannheim-Plattform für die Pluripotent-Stem-Zellentechnologie von Max Delbrück Center zusammen. Die Forscher verwenden menschliche Endothelzellen, die aus pluripotenten Stammzellen stammen. „Mit diesen Modellen wollen wir feststellen, wie Piezo2 -Expression und -Aktivität beim Menschen selektiv beeinflusst werden können“, sagt Hammes.

Es gibt viele potenzielle medizinische Anwendungen der Forschung. „Diese Studie vertieft unser Verständnis von angeborenen Herzfehlern und erweitert die Liste der Gene, die für die Diagnostik und Prävention nützlich sein könnten“, erklärt Hammes. „Letztendlich könnten unsere Ergebnisse dazu beitragen, gentechnisch zu erfassen, kardiovaskuläre Erkrankungen früher zu erkennen – und sie vielleicht sogar zu verhindern.“

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