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24. April 2017 Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Makrophagen sind im Herzen in großer Zahl angesiedelt und tragen entscheidend zur Heilung nach einer Herzschädigung bei. Weitere nicht-immunologische Funktionen, wie sie für Makrophagen in einigen anderen Organen gezeigt wurden, konnten bisher nicht nachgewiesen werden. In einer gestern in Cell erschienenen Studie zeigen Forscher der Harvard Medical School, Boston, USA, gemeinsam mit Forschern des Universitäts-Herzzentrums Freiburg · Bad Krozingen erstmals, dass die im Herzen vorhandenen Immunzellen elektrisch leitende Kanäle zu Zellen im Reizleitungssystem bilden und aktiv an der Erregungsleitung beteiligt sind.
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Die UHZ-Forscher konnten dabei durch mathematische Modelle und Computersimulationen die Experimentaldaten absichern und somit die elektrophysiologische Bedeutung von Herz-Makrophagen bestätigen. Speziell zeigten sie, dass Makrophagen den elektrischen Ruhezustand von Reizleitungszellen beeinflussen und ihre Rückkehr in diesen Ruhezustand nach einem Herzschlag beschleunigen.

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen
 
Abb. 1: Illustration der Wechselwirkung zwischen Herz-Makrophagen (grün) und Herz-Muskelzellen (lila). Dadurch wird die elektrische Impuls-Übertragung im Herzen unterstützt. ©M. Hulsmanns & M. Nahrendorf (Harvard University), Ella Maru Studio
Abb. 1: Illustration der Wechselwirkung zwischen Herz-Makrophagen (grün) und Herz-Muskelzellen (lila). Dadurch wird die elektrische Impuls-Übertragung im Herzen unterstützt. ©M. Hulsmanns & M. Nahrendorf (Harvard University), Ella Maru Studio


Makrophagen sind dafür bekannt, dass sie als Reaktion auf Gewebeschädigungen ihre Umgebung aktiv verändern können. „Ein völlig neuer Befund ist, dass dies im Herzen elektrische Wechselwirkungen mit Muskelzellen einbeziehen kann“, erklärt Studienleiter Prof. Matthias Nahrendorf PhD, Professor der Harvard University Boston. Prof. Dr. Peter Kohl, Direktor des Instituts für Experimentelle Kardiovaskuläre Medizin des UHZ ergänzt: „Diese Arbeit erweitert den Kreis der Zellen, die an der Herzerregung unmittelbar beteiligt sein können – bislang waren nur Muskelzellen und seit kurzem Bindegewebszellen im Gespräch.“ Ein besseres Verständnis, wie Makrophagen an der normalen Erregungsleitung beteiligt sind, sowie deren Rolle bei Herzrhythmus-Störungen, kann zu neuen Erkenntnissen und Therapieansätzen führen, die auf der gezielten Veränderung von Makrophagen basieren.

Universitätsklinikum Freiburg

Literatur:

Maarten Hulsmans, Sebastian Clauss, Ling Xiao et al.
Macrophages Facilitate Electrical Conduction in the Heart
DOI: 10.1016/j.cell.2017.03.050
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.03.050


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