Berlin – Seit langem gibt es Hinweise, dass Virusinfektionen Herzrhythmusstörungen auslösen können. Die molekularen Grundlagen dafür haben Ulrike Lisewski, Dr. Yu Shi, Michael Radke und Prof. Michael Gotthardt vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch jetzt entdeckt. Der Rezeptor, den das Virus nutzt, um Herzzellen zu befallen, erfüllt normalerweise eine lebensnotwendige Aufgabe. In Mäusen erbrachten die Forscher den Nachweis, dass der Rezeptor für einen regelmäßigen Herzschlag sorgt. Fehlt er, kommt es zu Rhythmusstörungen. Die Forscher ziehen daraus den Schluss, dass bei Virusinfektionen oder Autoimmunerkrankungen die Funktion des Rezeptors gestört werden kann und dadurch der Herzschlag aus dem Takt gerät. Ihre Arbeit ist vorab online im Journal of Experimental Medicine (10.1084/jem.20510iti3)* erschienen.
Das Herz besteht aus zwei Herzkammern und deren Vorhöfen. Damit es schlägt und Blut durch den Körper pumpt, erzeugen spezialisierte Herzmuskelfasern elektrische Signale, die den Herzschlag steuern. Herzrhythmusstörungen entstehen, wenn diese Signale nicht richtig gebildet oder weitergeleitet werden. Eine entscheidende Rolle spielt dabei ein Rezeptor, den Wissenschaftler kurz CAR nennen.
CAR steht für Coxsackievirus-Adenovirus-Rezeptor. Er sitzt in bestimmten Zell-Zell-Kontakten (Tight Junctions) der spezialisierten Herzmuskelfasern. Er wurde nach diesen Viren benannt, da sie den Rezeptor benutzen, um Herzzellen zu befallen. Seine natürliche Funktion im ausgewachsenen Herzen war bisher nicht bekannt.
Um herauszufinden, welche Aufgabe der Virusrezeptor im gesunden Organismus hat, schalteten die MDC-Forscher das CAR-Gen in erwachsenen Mäusen aus. Die Mäuse bildeten den Rezeptor nicht mehr und entwickelten eine Herzrhythmusstörung. Das ist eine interessante Beobachtung, so Prof. Gotthardt, da diese speziellen Zell-Zell-Kontakte, die Tight Junctions, bisher nicht mit Herzrhythmuserkrankungen in Verbindung gebracht worden sind.
Eine genauere Untersuchung der Tiere zeigte, dass die Übertragung der elektrischen Signale von den Vorhöfen auf die Herzkammern gestört ist. Fehlt CAR, kann das elektrische Signal nicht weitergeleitet werden und das Herz nicht richtig schlagen, sagt Dr. Shi.
Jetzt will Prof. Gotthardt bei Patienten mit Herzrhythmusstörungen prüfen, ob bei ihnen CAR blockiert ist. Die Störungen müssen jedoch nicht immer mit einer Virusinfektion zusammenhängen, erklärt Prof. Gotthardt. Auch körpereigene Antikörper, die sich gegen CAR richten, könnten die Krankheit auslösen.
The tight junction protein CAR regulates cardiac conduction and cell-cell communication
Ulrike Lisewski1, Yu Shi1, Uta Wrackmeyer1, Robert Fischer2, Chen Chen1, Alexander Schirdewan2, Rene Jüttner3, Fritz Rathjen3, Wolfgang Poller4, Michael H. Radke1 and Michael Gotthardt1,5
1Neuromuscular and Cardiovascular Cell Biology, Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine (MDC), 13122 Berlin-Buch, Germany, 2 HELIOS Kliniken GmbH, Franz-Volhard Klinik, Charité, Humboldt-University, 13125 Berlin, Germany, 3Department of Molecular Pathology, University Hospital Tübingen, D-72073 Tuebingen, Germany, 4 Department of Cardiology, Campus Benjamin Franklin, D-12200 Berlin, Germany, 5Department of Veterinary and Comparative Anatomy, Pharmacology, and Physiology, Washington State University, Pullman, Washington, 99164 USA.