Für den Monat Dezember 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an Prof. Dr. Wolfgang Linke und Dr. Christine Loescher aus der Institut für Physiologie II -Vegetative Physiologie für die Publikation: Titin governs myocardial passive stiffness with major support from microtubules and actin and the extracellular matrix. Nature Cardiovascular Research 2(11).2023: 991-1002 [Volltext].
Die myokardiale passive Steifigkeit ist entscheidend für die diastolische und die systolische Herzfunktion. Herzversagen beeinflusst diese Steifigkeit durch Veränderungen in der extrazellulären Matrix und den Kardiomyozyten. Mechanisch relevante Kardiomyozyten-Elemente sind vor allem die Mikrotubuli, Aktinfilamente und sarkomerischen Titinfedern. Eine präzise Quantifizierung jeder Komponente ist Voraussetzung für die Therapie von versteiften Herzen.
Die kardiale Titinsteifigkeit wurde erstmals in einem Mausmodell quantifiziert, bei dem eine in die Titinfedern eingefügte genetische Kassette spezifisch durch Tabakätzvirus-Protease geschnitten werden kann. In isolierten Herzmuskelfasern wurden die passiven Dehnungskräfte registriert, während Kardiomyozyten-Elemente (Mikrotubuli, Sarkolemm, Aktin, Titin) extrahiert bzw. geschnitten wurden. Die Messungen zeigten Titin als den dominanten elastischen Kraftbeitragsgeber im Mausherzmuskel, während die Mikrotubuli den größten Beitrag zur viskösen Kraft leisteten, unterstützt von Titin und Aktin. Der Beitrag der extrazellulären Matrix war bei starker Dehnung erheblich, während die Desmin-Intermediärfilamente kaum beitrugen. Die Elemente agierten nicht isoliert, sondern als „Tensegrity“-Struktur.
Diese Ergebnisse beantworten grundlegende Fragen zur Entstehung der passiven Steifigkeit im Myokard und betonen die entscheidende Rolle von Titin zusammen mit den Mikrotubuli, Aktinfilamenten und der Kollagenmatrix. Obwohl sich Maus- und Menschenherzen unterscheiden, deuten die Daten auf potenzielle therapeutische Ansätze für versteifte Herzen hin.
Eine Liste aller bisherigen Gewinner der Paper of the Month-Auszeichnung finden Sie hier.
Foto: MFM/Christian Albiker