Genaktivität bei hypertropher Kardiomyopathie entschlüsselt
Je nach Schweregrad einer hypertrophen Kardiomyopathie lassen sich bei betroffenen Patient:innen charakteristische Muster der Genaktivität im Herzen nachweisen. Neue molekulare Techniken erlauben es jetzt aber, auch die Genablesung einzelner Zellen zu vermessen. Forschende erhalten dadurch nicht nur Informationen über die zelluläre Zusammensetzung des erkrankten Herzens, sondern auch über das Verhalten einzelner Zelltypen in der Erkrankung. Das zeigt eine aktuelle internationale Studie, an der Professor Dr. Hendrik Milting, Leiter des Erich und Hanna Klessmann-Instituts für kardiovaskuläre Forschung und Entwicklung am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), und sein Team in Bad Oeynhausen, beteiligt sind.
Was hypertrophe Kardiomyopathie so gefährlich macht
Herzmuskelerkrankungen treten in unterschiedlichen Formen auf, in den meisten Fällen als hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) und dilatative Kardiomyopathie (DCM). Bei einer HCM verdickt und versteift sich der Herzmuskel. Hierdurch kann es auch zu einem plötzlichen Herztod kommen. Die hypertrophe Kardiomyopathie ist eine der häufigsten Todesursachen bei jungen Menschen, aber auch die häufigste genetische Erkrankung des Menschen. Sie kann die Pumpfunktion des Herzens beeinträchtigen und langfristig zu einer Herzschwäche führen. Für die Studie untersuchten die Wissenschaftler:innen das Herzgewebe von Patient:innen mit hypertropher Kardiomyopathie. Mithilfe der Einzelkern-RNA-Sequenzierung analysierten sie die Genaktivität insbesondere der Herzmuskelzellen und verglichen die Ergebnisse mit den molekularen und zellulären Merkmalen herzgesunder Proband:innen sowie mit Gewebe von Betroffenen mit dilatativer Kardiomyopathie.
„Im Vergleich der zellulären und molekularen Merkmale mit den Daten herzgesunder Probanden zeigen sich signifikante Unterschiede, ebenso wie beim Vergleich mit Herzgewebe von Betroffenen mit dilatativer Kardiomyopathie“, erläutert Professor Milting.
Analyse von nahezu einer Million Herzzellen
Unter Einsatz KI-gestützter Technologien dokumentierte das Team die Genexpressionsprofile aktiver Gene in nahezu einer Million Herzzellen. Das anhand der Daten von Herzmuskelzellen trainierte KI-Modell war auch in der Lage, das Erkrankungsstadium zu bestimmen. Es konnte Früh- und Endstadien der Herzmuskelerkrankung exakt voneinander unterscheiden. Die molekulare Kartierung über unterschiedliche Krankheitsstadien und genetische Subtypen hinweg soll nun als Grundlage für weitere Forschungsarbeiten dienen.
Neue Ansatzpunkte für Diagnose und Behandlung
„Wir beginnen zu verstehen, warum Patientinnen und Patienten mit genetisch bedingter HCM weniger Herzmuskelzellen aufweisen als gesunde Menschen und warum bestimmte Erkrankungsformen mit Herzrhythmusstörungen und der Bildung von Narbengewebe in Zusammenhang stehen“, sagt Milting. Die Analysen lieferten neue Einblicke in die biologischen Vorgänge, die mit dem Fortschreiten genetisch bedingter Herzmuskelerkrankungen verbunden sind, um daraus neue Möglichkeiten für die Diagnose und Behandlung genetisch bedingter Herzmuskelerkrankungen abzuleiten.
Quelle:Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen
Literatur:
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Adami E et al. (2026) The molecular landscape of hypertrophic cardiomyopathy across disease stages and genotypes, Science Translational Medicine, DOI: 10.1126/scitranslmed.aea2747