2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-20 22:37
Die biologischen und genetischen Mechanismen, die die Bildung und Funktion des CCS kontrollieren, sind nicht gut verstanden, aber neue Forschungen mit Mäusen zeigen, dass die veränderte Funktion eines Gens namens Tbx3 die Entwicklung des CCS stört und tödliche Arrhythmien verursacht.
Arrhythmie ist ein potenziell lebensbedrohliches Problem mit der Frequenz oder dem Rhythmus des Herzschlags, das dazu führt, dass er zu schnell, zu langsam oder unregelmäßig schlägt. Arrhythmie betrifft Millionen von Menschen weltweit.
Das Herzleitungssystem (CCS) reguliert die Herzfrequenz und den Rhythmus des Herzens. Es ist eine Gruppe spezialisierter Zellen in den Wänden des Herzens. Diese Zellen steuern die Herzfrequenz, indem sie elektrische Signale vom Sinusknoten im rechten Vorhof des Herzens (obere Kammer) an die Ventrikel (untere Kammern) senden, wodurch sie sich zusammenziehen und Blut pumpen.
Die biologischen und genetischen Mechanismen, die die Bildung und Funktion des CCS kontrollieren, sind nicht gut verstanden, aber neue Forschungen mit Mäusen zeigen, dass die veränderte Funktion eines Gens namens Tbx3 die Entwicklung des CCS stört und tödliche Arrhythmien verursacht.
In einer am 26. Dezember 2011 veröffentlichten Studie, Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition, zeigten Forscher unter der Leitung der University of Utah, dass das CCS extrem empfindlich auf Tbx3-Spiegel reagiert. Mausembryos mit Tbx3-Werten unter einer kritischen Schwelle erlitten Arrhythmie und konnten nicht überleben. Als die Tbx3-Spiegel erhöht wurden, überlebten Mäuse bis zur Geburt, aber als Erwachsene entwickelten sie Arrhythmien oder starben plötzlich.
Tbx3-Dysfunktion verdient weitere Untersuchungen als Ursache für erworbene und spontane Arrhythmien, sagt Anne M. Moon, M. D., Ph. D., außerordentliche Professorin für Pädiatrie an der U of U School of Medicine und korrespondierende Autorin der Studie. „Das Erregungsleitungssystem des Herzens reagiert sehr empfindlich auf Tbx3“, sagt Moon. "Tbx3 ist erforderlich, damit sich das Erregungsleitungssystem entwickeln, reifen und dann weiterhin richtig funktionieren kann."
Das Tbx3-Protein, ein vom TBX3-Gen codierter Transkriptionsfaktor, wurde mit der Herzentwicklung in Verbindung gebracht, aber seine Rolle ist noch nicht klar definiert. Moon und ihre Kollegen, darunter die Erstautorin Deborah U. Frank, M. D., Ph. D., U. Assistenzprofessorin für Pädiatrie, fanden heraus, dass geringfügige Veränderungen in der Struktur des Tbx3-Gens den Proteinspiegel bei Mäusen verändern. Wenn dies geschieht, kann es das elektrische Signal im Sinusknoten beeinträchtigen und den atrioventrikulären Knoten blockieren, der elektrische Signale von den Vorhöfen zu den Ventrikeln leitet. Das Ergebnis sind tödliche Arrhythmien bei embryonalen und erwachsenen Mäusen.
Diese Entdeckung hat laut Moon Auswirkungen auf das Potenzial, funktionsfähiges Herzgewebe zu regenerieren. "Es gibt einen großen Aufwand, um den Herzmuskel zu regenerieren", sagt sie. „Aber wenn der Muskel keine elektrischen Signale weiterleiten kann, wird er nichts nützen; wir müssen auch in der Lage sein, Leitungsgewebe zu regenerieren, um diesen Muskel zu regulieren.“
Arrhythmie ist nicht das erste Problem im Zusammenhang mit Mutationen im TBX3-Gen. Beim Menschen wurde gezeigt, dass TBX3-Mutationen Fehlbildungen der Gliedmaßen bei Menschen mit Ulnar-Mamma-Syndrom verursachen, einer erblichen Geburtsstörung, die durch Anomalien der Knochen in den Händen und Unterarmen und unterentwickelte Schweiß- und Brustdrüsen gekennzeichnet ist.
In ihrer zukünftigen Forschung möchte Moon speziell herausfinden, wie Tbx3 das Verh alten von Zellen im Erregungsleitungssystem des Herzens reguliert und ob Zellen, die nicht genug Tbx3 haben, absterben oder sich in eine andere Art von Zellen verwandeln.
"Es stellt sich heraus, dass Tbx3 im Herzen viel wichtiger ist, als wir dachten", sagt Moon.
Forscher der University of Amsterdam, der University of Washington und der New York University haben ebenfalls an der Studie mitgewirkt.
