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Zoologie Fische |
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| Zebrafische nutzen dieselbe Rezeptur zur Herz- und Flossenregeneration |
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Zebrafische haben wunderbare Regenerationskräfte
Zebrafische können einen beschädigten Herzmuskel oder eine amputierte Flosse mit einer neuen Kopie perfekt ersetzen. Obwohl die beiden Organe sehr unterschiedlich aufgebaut sind, verwendet die Regeneration ihrer Gewebe dieselbe genetische Regulation, wie eine Studie von Prof. Anna Jaźwińska und Dr. Catherine Pfefferli der Universität Freiburg zeigt.
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| Zebrafische, die als Modelorganismus in der Biologie dienen, können nach einem Herzinfarkt oder einer Gliedmassenamputation die verlorenen Gewebe perfekt reproduzieren. Dafür brauchen sie keine "magischen" Stammzellen. Um ihre Organe wieder aufzubauen, aktivieren sie die bleibenden funktionellen Zellen am Rande der Verletzung, von wo aus das Organ dann wieder neu nachwächst |
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Im Rahmen der Erforschung dieser aussergewöhnlichen Regenerationsfähigkeit konnten die Biologinnen Anna Jaźwińska und Catherine Pfefferli nun aufzeigen, dass die Aktivierung von Herz- und Flossenzellen auf einer gleichen genetischen Grundlage basiert.
Biologische Uhr zurück zum Start
Trotz morphologischer und funktioneller Unterschiede der beiden Organe, aktivieren die regenerierenden Zellen ein gemeinsames genetisches Element, das von den Wissenschaftlerinnen der Universität Freiburg careg genannt wurde. Die careg DNA-Sequenz ermöglicht es den erwachsenen Kardiomyozyten (Herzmuskelzellen) und dermalen Flossenzellen, ihre biologische Uhr wieder auf die Entwicklungsphase zurückzustellen. Auf molekularer Ebene konnten Jaźwińska und Pfefferli feststellen, dass die Aktivierung von careg durch einen Wachstumsfaktor, TGF-beta (engl. Transforming Growth Factor beta), stimuliert wird. Die Analyse von transgenen Zebrafischen hat bewiesen, dass die careg-positiven Zellen ausreichen, um das neue Herzmuskel- und Flossengewebe vollständig zu regenerieren.
Das Entziffern der Grundlagen der natürlichen Zellplastizität bei Modelorganismen birgt vielversprechendes Potential für die regenerative Biologie und Medizin: Es liefert eine Idee, wie die abgeschlossenen Entwicklungs-Programme bei menschlichen Geweben am Ort einer Verletzung wieder neu gestartet werden könnten.
Artikel erschienen in Nature Communications
| Quelle: Text Universität Freiburg, 2017 |
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| Kein Stress für Zebrafische! |
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Zebrafische sind wahre Regenerationskünstler
Zebrafische können einen Herzinfarkt mit neuen Herzmuskelzellen innerhalb eines Monats perfekt heilen. Diese Fähigkeit ist aber nur dann möglich, wenn die Fische während der Heilungszeit keinen Stress erleben, wie eine eben erschienene Studie von Prof. Anna Jaźwińska und Doktorandin Pauline Sallin der Universität Freiburg zeigt.
Kein Stress für Zebrafische! Im Rahmen der Erforschung der aussergewöhnlichen Regenerationsfähigkeit von Zebrafischen konnten die Biologinnen Anna Jaźwińska und Pauline Sallin aufzeigen, dass die Fische nur dann regenerieren, wenn sie währendder Heilungsphase keinem Stress ausgesetzt sind. So wächst das Herz von Zebrafischen nach einem Herzinfarkt unter normalen Umständen innert vier Wochen perfekt wieder nach. Werden die Zebrafische aber zusammen mit weiteren Artgenossen während einer Stunde pro Tag in einer beschränkten Menge Wasser gehalten, fühlen sie sich durch die akute Ansammlung gestresst; die Herzregeneration wird gebremst. Der tägliche Stress reicht aus, um die Vermehrung von Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) zu reduzieren und damit das Ersetzen des Fasergewebes an der verletzen Stelle zu blockieren.
Zum selben Ergebnis gelangen die Wissenschaftlerinnen bei der pharmakologischen Simulation von Stress. Das Verabreichen von starken Beruhigungsmitteln (Anxiolytika) hingegen, hat den Einfluss der Stress auslösenden Momente reduziert. Auf molekularer Ebene konnten Jaźwińska und Sallin feststellen, dass akuter Stress zu einem Rückgang bei der Expression von igfbp1b führt, einem Modulator von IGF (Insulinähnlicher Wachstumsfaktor; engl. Insulin-like Growth Factor). Zuvor wurde es nicht für möglich gehalten, dass die robusten molekularen und zellulären Mechanismen so stark abhängig von psychologischem Stress sein können. Die Identifikation der stressanfälligsten Regenerationsmechanismen birgt vielversprechendes Potential in der Entwicklung von neuen Therapiemethoden für Patientinnen und Patienten mit Herzkrankheiten. Gerade die stressfreie Therapie nach einem Herzinfarkt sollte zu einem wichtigen Element der Behandlungen werden.
Link zur Studie
http://rsob.royalsocietypublishing.org/http://rsob.royalsocietypublishing.org/content/6/3/160012
| Quelle: Text Universität Freiburg, April 2016 |
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