Mehr als die Hälfte aller Patienten mit Muskeldystrophie Typ Duchenne leiden unter Arrhythmien. Eine aktuelle Arbeit zeigt, woran das liegen könnte.
Mutationen in einem Gen, das für ein muskelschützendes Protein namens Dystrophin kodiert, verursachen die Muskeldystrophie Typ Duchenne (DMD). Die Krankheit betrifft überproportional häufig Männer, die eine Kopie des anormalen Gens von ihrer Mutter geerbt haben. Ohne funktionierende Dystrophin-Proteine entwickeln die Patienten einen fortschreitenden Muskelschwund. Bei Frauen, die oft eine funktionale und eine dysfunktionale Genkopie erben, kann der Muskelabbau weniger schwerwiegend sein. Dennoch haben sowohl Männer als auch Frauen mit DMD ein hohes Risiko für lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen.
„Niemand weiß, warum Patienten mit DMD Herzrhythmusstörungen entwickeln“, erklärte Eric Jimenez-Vazquez, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für Arrhythmieforschung an der Universität von Michigan und Hauptautor der Studie. „Wir wollten herausfinden, welche Rolle die Ionenkanäle spielen, die die elektrischen Signale im Herzen steuern.“
Die Studie war eine internationale Zusammenarbeit von Ärzten und Wissenschaftlern aus verschiedenen Laboren. Sie entnahmen Hautbiopsien von drei Menschen mit DMD sowie von zwei gesunden Freiwilligen ohne DMD. Zwei Teilnehmer mit DMD waren Männer, die eine abnorme Kopie des Gens für Dystrophin geerbt hatten, und eine Frau mit einer mutierten und einer normalen Kopie des Gens. Um herauszufinden, warum die Patienten Herzrhythmusstörungen entwickelten, wandelten die Forscher im Labor die biopsierten Zellen in Stammzellen um und brachten sie dann dazu, sich in Herzmuskelzellen zu entwickeln.
Als sie die elektrische Aktivität in den neu gebildeten Herzzellen maßen, stellten sie fest, dass die Zellen von Menschen mit DMD langsamere elektrische Signale aufwiesen, Arrhythmien erzeugten und weniger in der Lage waren, sich zusammenzuziehen als Zellen von Menschen ohne die Krankheit. Personen mit DMD hatten auch weniger Kalium- und Natriumionen in ihren Zellmembranen, die beide für die elektrische Signalübertragung im Herzen wichtig sind. Das Team fand auch heraus, dass Herzmuskelzellen, die von Männern mit DMD gezüchtet wurden, weniger Natrium- und Kalium-Ionenkanäle aufwiesen als bei Menschen ohne diese Krankheit. Durch Hinzufügen eines wichtigen Partnerproteins der Natrium- und Kaliumkanäle, α1-Syntrophin, zu den Zellen von einem der Männer mit DMD konnte die elektrische Aktivität in den Zellen korrigiert und eine Arrhythmie verhindert werden.
Aus Stammzellen gewonnene Kardiomyozyten zur Untersuchung von Arrhythmie-Mechanismen; Credti: Fátima Lois
Die Entdeckungen könnten erklären, warum sowohl Männer als auch Frauen mit DMD oft unter lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen leiden. Das Verteilungsmuster des betroffenen Chromosoms in den Herzzellen ist bei Männern und Frauen zufällig und kann den Schweregrad der Symptome bestimmen. Dieses inkonsistente Muster könnte auch erklären, warum Frauen mit DMD manchmal genauso anfällig für Herzrhythmusstörungen sind wie Männer.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Ahmad Odeh, Unsplash