Stammzellen aus der Haut geben Einblicke in Herzinsuffizienz

Diese Arbeit ist ein gutes Beispiel dafür, wie ein humanisiertes System (hiPSCs) Einblicke in Krankheitsmechanismen geben kann. Hier geht es um Mitochondrien, die als Kraftwerke der Zellen vor allem in Organen eine wichtige Rolle spielen, die viel Energie benötigen, zum Beispiel im Herzen.

Defekte Mitochondrien können zu frühen Formen von Herzmuskelerkrankungen führen. Das Department Kardiovaskuläre Genetik des Deutschen Zentrums für Herzinsuffizienz (DZHI) hat in Zusammenarbeit mit der Würzburger Anatomie, Humangenetik und Pharmakologie eine spezifische mitochondriale Kardiomyopathie (DCMA), die zu Herzinsuffizienz im Kindesalter führt, an humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC) und daraus differenzierten Kardiomyozyten untersucht. Ursache der DCMA, die in der Regel eine Herztransplantation erfordert, sind Mutationen in einem mitochondrialen Protein (DNAJC19). Das mutierte Protein zerstört die mitochondriale Struktur, was mit einer erhöhten mitochondrialen Atmung und einer veränderten Substratnutzung einhergeht. In der Folge kontrahieren die geschädigten Kardiomyozyten schlechter und zeigen vermehrt Arrhythmien, was dem klinischen Bild der DCMA entspricht. Folgestudien sollen nun klären, welche Substrate alternativ genutzt werden und welche Möglichkeiten es gibt, hier therapeutisch einzugreifen.

 

Anna Janz, Katharina Walz, Alexandra Cirnu, Jessica Surjanto, Daniela Urlaub, Miriam Leskien, Michael Kohlhaas, Alexander Nickel, Theresa Brand, Naoko Nose, Philipp Wörsdörfer, Nicole Wagner, Takahiro Higuchi, Christoph Maack, Jan Dudek, Kristina Lorenz, Eva Klopocki, Süleyman Ergün, Henry J. Duff, Brenda Gerull. Mutations in DNAJC19 cause altered mitochondrial structure and increased mitochondrial respiration in human iPSC-derived cardiomyocytes. Molecular Metabolism, Volume 79, ISSN 2212-8778 (2024). doi:10.1016/j.molmet.2023.101859

Zur Publikation

Mitotracker-Färbung von iPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten (CMs) zeigt ein gestörtes mitochondiales Netzwerk in mutierten iPSC-CMs (Mut), denen DNAJC19 fehlt, im Vergleich zu Kontrollzellen (Ctrl). Publiziert in Molecular Metabolism (https://doi.org/10.1016/j.molmet.2023.101859)

Mitotracker-Färbung von iPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten (CMs) zeigt ein gestörtes mitochondiales Netzwerk in mutierten iPSC-CMs (Mut), denen DNAJC19 fehlt, im Vergleich zu Kontrollzellen (Ctrl). Publiziert in Molecular Metabolism (https://doi.org/10.1016/j.molmet.2023.101859)