{"id":268,"date":"2019-07-25T07:09:38","date_gmt":"2019-07-25T07:09:38","guid":{"rendered":"https:\/\/website.prod.unilu.spikeseed.cloud\/de\/news\/angeborene-herzfehler-verstehen-durch-vorhersage-des-zellschicksals\/"},"modified":"2019-07-25T07:09:38","modified_gmt":"2019-07-25T07:09:38","slug":"angeborene-herzfehler-verstehen-durch-vorhersage-des-zellschicksals","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/www.uni.lu\/de\/news\/angeborene-herzfehler-verstehen-durch-vorhersage-des-zellschicksals\/","title":{"rendered":"Angeborene Herzfehler verstehen durch Vorhersage des Zellschicksals"},"content":{"rendered":"<section class=\"wp-block-unilux-blocks-free-section section\"><div class=\"container xl:max-w-screen-xl\"><p>Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature ver\u00f6ffentlicht wurde, enth\u00fcllt molekulare Faktoren, die das Schicksal bestimmter Herzstammzellen bestimmen. Es werden Mechanismen einer gest\u00f6rten Herzentwicklung aufgedeckt, die nun einen Rahmen f\u00fcr die Untersuchung angeborener Herzfehler bieten.<\/p><p>Diese <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-019-1414-x\" target=\"_blank\" title=\"\" rel=\"noopener\">Ergebnisse<\/a> stammen aus einer engen Zusammenarbeit zwischen Forschern des <a href=\"https:\/\/wwwde.uni.lu\/lcsb\" target=\"_self\" title=\"\" rel=\"noopener\">Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB)<\/a> der Universit\u00e4t Luxemburg und des <a href=\"https:\/\/gladstone.org\/\" target=\"_blank\" title=\"\" rel=\"noopener\">Gladstone Institutes<\/a> in Kalifornien. W\u00e4hrend das amerikanische Team experimentelle Expertise und in-vivo-Validierung zur Verf\u00fcgung stellte, nutzte die LCSB-Gruppe ihr langj\u00e4hriges Fachwissen f\u00fcr die rechnerische Modellierung komplexer Netzwerke.<\/p><p>Die Bildung eines vollst\u00e4ndigen Organs wie des Herzens erfordert, dass verschiedene Zelltypen zusammenkommen und auf eine bestimmte Weise organisiert werden. Wenn die Reifung und Migration dieser Zellen gest\u00f6rt sind, kann dies zu angeborenen Herzfehlern f\u00fchren, den h\u00e4ufigsten Herzfehlbildungen. Die Prozesse, die bestimmen wie jeder Zelltyp zur richtigen Zeit am richtigen Ort ankommt, waren bis jetzt weitgehend unbekannt.<\/p>\n<h3 class=\"has-text-align-left wp-block-unilux-blocks-heading\"        id=\"eine-umfangreiche-datenquelle-zur-herzentwicklung\"\n    >\nEine umfangreiche Datenquelle zur Herzentwicklung<\/h3>\n<p>Um diese Prozesse zu untersuchen, mussten die Forscher zun\u00e4chst die Rolle von Zehntausenden von Zellen bei der Bildung des Herzens herausfinden. Es ist ein wesentlicher Schritt, um festzustellen, wie genetische Mutationen angeborene Herzfehlbildungen verursachen k\u00f6nnen. &#8222;Mit der Genomsequenzierung k\u00f6nnen wir jetzt leichter genetische Varianten finden, von denen wir glauben, dass sie zu einer Krankheit beitragen&#8220;, sagte Gladstone Pr\u00e4sident und leitender Forscher Dr. Deepak Srivastava. &#8222;Die gro\u00dfe Herausforderung besteht darin, den spezifischen Zelltyp herauszufinden, in dem diese Variante funktioniert und wie diese Zellen beeinflusst werden.&#8220; Srivastava und sein Team konnten einen Katalog zusammenstellen, der alle Gene enth\u00e4lt, die in verschiedenen Stadien der Herzentwicklung aktiv sind, und identifizierten die Zellen, in denen sie gefunden werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<h3 class=\"has-text-align-left wp-block-unilux-blocks-heading\"        id=\"vorhersage-des-zellschicksals-durch-computermodellierung\"\n    >\nVorhersage des Zellschicksals durch Computermodellierung<\/h3>\n<p>Nachdem sie die zahlreichen Arten von Zellen identifiziert hatten, die an der Herzentwicklung beteiligt sind, wollten die Forscher wissen, wie diese verschiedenen Zelltypen erzeugt werden. Dazu haben sie sich mit Biologen des LCSB zusammengetan, die sich darauf spezialisiert haben, die verantwortlichen molekularen Faktoren f\u00fcr verschiedene Zelltypen zu finden.<\/p><p>&#8222;Unsere Gruppe entwickelt bereits seit vielen Jahren Rechenmodelle, die zum Verst\u00e4ndnis der Zellkonvertierung beitragen. Somit haben wir das Fachwissen, um ganze Netzwerke molekularer Faktoren zu untersuchen, die die Identit\u00e4t von Zellen steuern&#8220;, erkl\u00e4rte <a href=\"https:\/\/wwwde.uni.lu\/lcsb\/people\/antonio_del_sol_mesa\" target=\"_self\" title=\"\" rel=\"noopener\">Prof. Antonio Del Sol<\/a>, Leiter der Gruppe <a href=\"https:\/\/wwwde.uni.lu\/lcsb\/research\/computational_biology\" target=\"_self\" title=\"\" rel=\"noopener\">Computational Biology am LCSB<\/a> und Ikerbasque Professor am Forschungszentrum CIC bioGUNE in Bilbao (Spanien). &#8222;Als wir uns dem Projekt anschlossen, haben wir unsere Methoden angewendet, um &#8211; ohne jegliche Vorkenntnisse &#8211; vorherzusagen, welche Faktoren das Schicksal der verschiedenen Herzzellen bestimmen.&#8220;<\/p><p>Die von den luxemburgischen Forschern durchgef\u00fchrte Computeranalyse hat erfolgreich vorausgesagt, welche molekularen Faktoren an der Entstehung spezifischer Zelltypen im Herzen beteiligt sind. Dabei wurde insbesondere ein Hauptakteur namens <i>Hand2<\/i> als wichtig f\u00fcr die Spezifikation einer Zellstruktur identifiziert, in der die vorrangigen, abgehenden Blutgef\u00e4\u00dfe des Herzens entstehen.<\/p><p>Im Labor sind M\u00e4use, denen <i>Hand2<\/i> fehlt, nicht in der Lage, den rechten Herzventrikel zu entwickeln, welcher das Blut in die Lunge pumpt. Die neue Vorhersage der Luxemburger Forscher ergab, dass Hand2 f\u00fcr die Spezifikation der rechtventrikul\u00e4ren Zellen nicht erforderlich ist. Stattdessen sagte das Rechenmodell voraus, dass <i>Hand2<\/i> f\u00fcr die Bildung der Zellen zur Entstehung der abgehenden Blutgef\u00e4\u00dfe von entscheidender Bedeutung ist.<\/p>\n<h3 class=\"has-text-align-left wp-block-unilux-blocks-heading\"        id=\"ueberpruefung-einer-unerwarteten-vorhersage\"\n    >\n\u00dcberpr\u00fcfung einer unerwarteten Vorhersage<\/h3>\n<p>Um die Diskrepanz zwischen der Computeranalyse und fr\u00fcheren <i>in-vivo<\/i>-Beobachtungen zu beheben, wurden neue Experimente initiiert. Schlie\u00dflich stellte sich die Vorhersage als richtig heraus und unterstrich die Genauigkeit des Rechenmodells.<\/p><p>Es wurden zudem Mechanismen entdeckt, welche, ausgel\u00f6st durch beeintr\u00e4chtigte Schicksalsbestimmung einiger Zellen, zu Defekten bei der Herzbildung w\u00e4hrend der Embryonalentwicklung f\u00fchrten. Neben Untersuchungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr angeborene Herzfehler, k\u00f6nnten diese auch neue Wege f\u00fcr die Umsetzung der Zelltherapie er\u00f6ffnen.<\/p><p>&#8222;Wir konnten zeigen, dass es mit unserem Modell m\u00f6glich ist, die wesentlichen Faktoren f\u00fcr die Differenzierung bestimmter Herzzellen zu identifizieren&#8220;, erkl\u00e4rte Antonio Del Sol. &#8222;K\u00fcrzlich haben wir eine allgemeinere Berechnungsmethode f\u00fcr die Zellumwandlung entwickelt und wir testeten bereits deren Anwendbarkeit. Wir haben so neue Vorhersagen f\u00fcr eine effiziente Umwandlung der Herzzellen des rechten Ventrikels in Zellen des linken Ventrikels und umgekehrt erarbeiten k\u00f6nnen. Unsere Kollegen in den USA arbeiten derzeit an der experimentellen Validierung.&#8220;<\/p><p><\/p><p>&#8212;<\/p><p>Die Studie <i><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-019-1414-x\" target=\"_blank\" title=\"\" rel=\"noopener\">Single-cell analysis of cardiogenesis reveals basis for organ level developmental defects<\/a><\/i> wurde am 24. Juli 2019 in <i>Nature<\/i> online ver\u00f6ffentlicht.<\/p><p><\/p><p>\u00a9 Universit\u00e4t Luxemburg<\/p><\/div><\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature ver\u00f6ffentlicht wurde, enth\u00fcllt molekulare Faktoren, die das Schicksal bestimmter Herzstammzellen bestimmen. 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