Stammzellen und das Reizleitungssystem des Herzens

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Das funktionsfähige Herz entsteht schon früh während der Embryonalentwicklung, da dessen Pumpaktivität erforderlich ist, um den Organismus mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen. Wesentlich hierbei ist auch die Entstehung des Herzreizleitungssystems, erforderlich für koordinierte Herzkontraktion. Die zellulären und molekularen Grundlagen der Herzentwicklung blieben für Jahrzehnte im Unklaren und erfuhren erst kürzlich bedeutende Fortschritte durch die Entdeckung erster Teile des zellulären Stammbaums hin zu den verschiedenen terminalen Herzzelltypen. Man vermutet ein klonales Modell, in dem nahezu alle terminal differenzierten Herzzelltypen von einer einzigen pluripotenten Herzstammzelle abstammen. In diesem Modell bleiben aber der zelluläre Ursprung und molekularen Charakteristika des Herzreizleitungssystems weiterhin unklar. Ziel meines Projektes ist es, den Weg von einer pluripotenten Herzstammzelle zu spezifischen Zellen des Herzreizleitungssystems zu verfolgen und molekulare Schlüsselregulatoren dieses Differenzierungsprozesses zu identifizieren. Besonderes Interesse gilt dabei frühen Vorläuferzellen. Für dieses Vorhaben werde ich transgene Mäuse und embryonale Mausstammzellen als Modellsysteme verwenden. Erkenntnisse aus diesem Projekt werden von großem Wert für das Verständnis der Herzentwicklung, sowie Herzpathologien (z.B. Herzrhythmusstörungen) sein. Schließlich plane ich, ein in vivo Regenerationsmodell des Herzreizleitungssystems zu etablieren, um zu testen, ob körpereigene oder auch applizierte Vorläuferzellen des Herzreizleitungssystems ein regeneratives Potential besitzen. Auf lange Sicht mögen sich hierdurch neue Therapiemöglichkeiten in der regenerativen Medizin des Herzens ergeben.