Zoophysiologen fanden heraus, dass der Blutfluss ein bestimmtes Gen reguliert, das eine entscheidende Rolle bei der Ausbildung der Herzklappen spielt.
Durch Studien an Zebrafischembryonen haben Zoophysiologe Prof. Salim Seyfried und sein Team herausgefunden, dass das Gen Vegfr3/Flt4 durch den Blutfluss reguliert wird und eine entscheidende Rolle in der Ausbildung der Herzklappen spielt. Die Ergebnisse sind grundlegend für das Verständnis der Entwicklung des Herzens und könnten auch Hinweise zu den Ursachen für angeborene Herzfehlbildungen geben. Die Studie ist jetzt in der Fachzeitschrift Cell Reports erschienen.
Während der Entwicklung eines Embryos ist das Herz das erste funktionsfähige Organ und erzeugt den Blutfluss im Körper. Das Ungewöhnliche an seiner Entstehung ist die Verbindung mit den biomechanischen Kräften, die durch den Blutfluss erzeugt werden. Diese Kräfte beeinflussen vor allem die Zellen, die das Herzinnere auskleiden und aus denen später Herzklappen gebildet werden.
Zebrafischeier sind einfach manipulierbar und daher ein weitverbreitetes Modellsystem in der biomedizinischen Forschung. Diese Vorteile von Zebrafischembryos machten sich die Forschenden um Seyfried zunutze. Sie kombinierten in-vivo-Bildgebung und Genexpressionsanalysen, um die Genexpression mit und ohne Blutfluss sichtbar zu machen.
Dabei beobachteten die Forscher eine höhere Vegfr3/Flt4-Genexpression in Zellen an der Innenwand des Herzens, die den Kontakt zum Blutfluss verloren, nachdem sie in den Bereich zwischen Herzinnenwand und Herzmuskel eingewandert waren.
Bei der Untersuchung von Zebrafischembryonen mit einem Defekt des Vegfr3/Flt4-Gens fand das Team heraus, dass Vegfr3/Flt4 für die korrekte Bildung der Herzklappen unerlässlich ist. Federica Fontana, Erstautorin der Publikation, erklärt: „Unsere Forschungsergebnisse legen nahe, dass Herzklappenzellen im Bereich zwischen Herzinnenwand und Herzmuskel aufgrund fehlender mechanischer Anreize die Genexpression eines anderen Gens (Notch) verlieren, was die Genexpression von Vegfr3/Flt4 verstärkt. Vegfr3/Flt4 wiederum unterdrückt das Notch-Gen in diesen Zellen.“
Diese Vorgänge stellen einen fein abgestimmten genregulatorischen Mechanismus dar und sind für die Ausbildung der Herzklappen von großer Bedeutung, da sie einzigartige Unterschiede in den Zellen der Herzinnenwand bewirken.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Universität Potsdam.
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