Multi-Omics-Tests zeigen Reaktion des Immunsystems auf Herzinfarkt
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Eines der Hauptziele der Kardiologie ist die Verbesserung der Patientenergebnisse nach einem Herzinfarkt. Dazu gehört ein umfassendes Verständnis der Pathophysiologie und die frühzeitige Identifizierung von Patienten mit hohem Risiko für ein schlechtes Ergebnis.
Forscher des LMU Klinikums, der Helmholtz-Gemeinschaft München und anderer Institutionen verwendeten hochtechnologische biomedizinische und bioinformatische Methoden, um die Immunreaktion auf Herzinfarkt beim Menschen umfassend abzubilden und Signaturen zu identifizieren, die mit dem klinischen Verlauf der Krankheit korrelieren.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlicht.
Allein in Deutschland erleiden jedes Jahr etwa 300.000 Menschen einen Herzinfarkt. Die Behandlung der Patienten hat sich in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert. Viele Betroffene erleiden jedoch im Nachhinein eine Herzinsuffizienz, da sich der Herzmuskel nicht erholt.
Laut Tierstudien spielt die Entzündungsreaktion nach einem Herzinfarkt eine wichtige Rolle und hat entscheidenden Einfluss auf die Wiederherstellung der Herzmuskelfunktion.
„Eine abnormale oder übermäßige Immunreaktion kann die Wiederherstellung der Herzfunktion beeinträchtigen“, sagt Dr. Kami Pekaivaz, Erstautor der neuen Studie und klinischer Wissenschaftler von der Medizinischen Klinik I des LMU Klinikums der LMU München.
Ein von ihm geleitetes Team, darunter Victoria Knottenberg, PD Dr. Leo Nicolai und Prof. Constantin Stark von der Medizinischen Klinik I des LMU Klinikums sowie Corinne Loesert und Dr. Matthias Heinig vom Helmholtz Zentrum München, analysierte erstmals, wie das Immunsystembei Menschen auf einen Herzinfarkt reagiert.
Die Forscher untersuchten Blutproben von Herzinfarktpatienten, die im LMU Klinikum und zeigte unterschiedliche klinische Ergebnisse.
Atlas der Immunreaktionen
Immunzellen im Blut wurden einzeln auf ihre RNA-Expression analysiert. RNA entsteht, wenn Zellen die Informationen aus ihren Genen in Proteine übersetzen – die sogenannte Transkriptomanalyse kann den aktuellen Zustand und die Eigenschaften der Zelle verraten.
Außerdem wurde Blutplasma mit Proteinassays auf verschiedene Substanzen untersucht, die detaillierte Informationen über Entzündungs- und andere Prozesse liefern. Diese Analysen gehören zu den modernsten Methoden, den sogenannten Multi-Omics-Methoden.
Eine spezielle Bioinformatik-Technik (MOFA, für Multi-Omics-Datenfaktoranalyse) erkannte gemeinsame Muster in der Masse der erhaltenen Daten.
„Diese Methode ist ideal, um viele kleinere Effekte, die in eine Richtung koordiniert sind, zu identifizieren und zusammenzufassen“, sagt Dr. Matthias Heinig, Leiter der Arbeitsgruppe Bioinformatik am Helmholtz München. Dadurch war es möglich, einen Atlas der Immunreaktionen nach einem Herzinfarkt zu erstellen.
„Diese Muster könnten Unterschiede zwischen klinischen und zeitlichen Verläufen bei Patienten erklären“, sagt Professor Constantin Stark, Oberarzt der Kardiologie am LMU Klinikum. Das heißt, dass bestimmte „Immunsignaturen“ mit einer besseren Erholung der Herzfunktion verbunden sind, während andere mit einer schlechteren Erholung in Zusammenhang stehen.
Dieser Atlas der Immunantwort auf Herzinfarkt ist für die weitere Grundlagenforschung im Bereich der Herz-Kreislauf-Erkrankungen von hoher Relevanz und weist möglicherweise darauf hin, dass Multi-Omics-Analysen von Blutproben zur Vorhersage des klinischen Verlaufs des Infarkts eines Patienten verwendet werden können. Das Konzept der MOFA-basierten Diagnostik für Herz-Kreislauf-Erkrankungen muss jedoch in weiteren Studien getestet werden – und genau das haben die Münchner Forscher in den kommenden Jahren vor.