Nadel im Heuhaufen gefunden

Lange hat er danach gesucht, jetzt hat er ihn gefunden: Den Teil des Proteins, der für die Bildung der T-Zellen verantwortlich ist, die als Helferzellen des Immunsystems eine frühe Heilung nach einem Herzinfarkt unterstützen. „Es war wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, resümiert Dr. Gustavo Ramos, Leiter einer Juniorforschungsgruppe am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI), die vom Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF), einem Forschungsförderinstrument der Medizinischen Fakultät der Universität Würzburg, gefördert wird. In seiner Studie, die jetzt im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht  wurde, konnte Ramos erstmals zeigen, dass die T-Zellen nicht im Herzgewebe gebildet werden, sondern in den Lymphknoten.

Helfer aus den Lymphknoten

Rund 20.000 Proteine lassen sich im Herzen nachweisen. Ein für die Herzmuskelzellen wichtiges Strukturprotein ist das Myosin Heavy Chain Alpha (MYHCA). Ramos und sein Team haben herausgefunden, dass dieses Protein die Entstehung von speziellen Immunzellen, den T-Zellen, nach einem Herzinfarkt aktiviert. Der Würzburger Oberarzt Professor Ulrich Hofmann hatte schon im Jahr 2012 entdeckt, dass T-Zellen eine wichtige Rolle bei der Wundheilung nach einem Herzinfarkt spielen. Ramos knüpfte an diese Entdeckung an und hat jetzt mit seiner Juniorforschungsgruppe den Molekülabschnitt identifiziert, der die Bildung von T-Zell-Rezeptoren auslöst. Gleichzeitig konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, wo sich die Zellen bilden: in den mediastinalen Lymphknoten, also in den Lymphknoten, die in der Mitte des Brustkorbs zwischen beiden Lungenflügeln liegen. Anschließend wandern diese Zellen ins Herz, wo sie die frühe Heilung des geschädigten Herzmuskelgewebes unterstützen.

Je größer der Lymphknoten, desto besser die Heilung

Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen am Mausmodell konnten in Zusammenarbeit mit der Nuklearmedizin des Uniklinikums Würzburg an Herzinfarktpatienten bestätigt werden. Bei der nicht-invasiven PET-CT – einer Kombination aus Positronen-Emissions-Tomographie und Computertomographie – zeigten Patienten nach einem Myokardinfarkt vergrößerte Lymphknoten und eine erhöhte Zellzahl. „Bemerkenswerterweise korrelierte die Veränderung der Lymphknoten mit der Größe des Infarktes und scheinbar auch mit der Herzfunktion“, berichtet Gustavo Ramos. „Das heißt: Je schwerer der Infarkt, desto mehr herzreaktive T-Zellen bildet der Körper. Erste Untersuchungen sechs Monate nach dem Infarkt deuten zudem darauf hin, dass die Menge der T-Zellen mit der Regeneration des Herzens in Verbindung steht. Je größer die Lymphknoten, desto besser die Heilung.“  

Diese Beobachtung gilt es nun wissenschaftlich zu belegen sowie die Wundheilung längerfristig zu untersuchen. Ferner soll in  weiteren Studien geprüft werden, ob auch andere Bildgebungsverfahren als das PET-CT für die Darstellung der Lymphknoten und entsprechend der Aktivierung der T-Zellen genutzt werden können, zum Beispiel die Magnetresonanztomographie.

Gute und schlechte Heiler identifizieren

 „Die Erkenntnisse könnten uns helfen, demnächst auf einfache, nicht-invasive Weise die Patienten zu identifizieren, bei denen auf Grund des Immunsystems die Wundheilung beeinträchtigt sein könnte und die eine spezifischere Behandlung benötigen“, sagt Professor Stefan Frantz, Leiter der Medizinischen Klinik und Poliklinik I am UKW und Mentor von Gustavo Ramos.

Generell sei entscheidend, die Entzündung nach dem Infarkt zunächst nicht zu blockieren, da erst durch diese entzündlichen Prozesse das Immunsystem und somit die T-Zellen aktiviert werden und damit der Heilungsprozess angeregt wird. Bei einigen Patienten ist die Wundheilung jedoch beeinträchtigt. Sie bilden nicht so viele und möglicherweise auch schlechte T-Zellen. Denn nicht alle Zellen haben eine positive Wirkung auf die Wundheilung. Daher liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Juniorgruppe Ramos auf der Identifizierung spezifischer T-Zell-Profile, um die guten von den schlechten „Heilern“ zu unterscheiden und zu prüfen, ob und wann sich gute T-Zellen in schlechte entwickeln und mehr schaden als helfen.

Unterstützt werden diese Forschungsvorhaben unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und vom Europäischen Forschungsnetzwerk ERA-CVD (European Research Area Network on Cardiovascular Diseases).

Originalpublikation

Myocardial infarction triggers cardioprotective antigen-specific T helper cell responses. Max Rieckmann, Murilo Delgobo, Chiara Gaal, Lotte Büchner, Philipp Steinau, Dan Reshef, Cristina Gil-Cruz, Ellis N. ter Horst, Malte Kircher, Theresa Reiter, Katrin G. Heinze, Hans W.M. Niessen, Paul A.J. Krijnen, Anja M. van der Laan, Jan J. Piek, Charlotte Koch, Hans-Jürgen Wester, Constantin Lapa, Wolfgang R. Bauer, Burkhard Ludewig, Nir Friedman, Stefan Frantz, Ulrich Hofmann, and Gustavo Campos Ramos  DOI: 10.1172/JCI123859, https://www.jci.org/articles/view/123859

Pressemitteilung des DZHI