Interview mit Sebastian Diecke

Im Juli erhielt Sebastian Diecke die Auszeichnung Paper of the Month. Wir haben mit Herrn Diecke über die ausgezeichnete Veröffentlichung gesprochen:

Herr Diecke, im Ihrem Paper ging es um eine angeborene Form der Kardiomyopathie, einer Herzschwäche. Was ist das für eine Krankheit? Und wer ist davon betroffen?

Diecke: In dem speziellen Fall ist es eine Familie, die umfasst ungefähr fünf Patienten. Und aus dieser Familie haben wir auch zwei Kontrollprobanden gewinnen können, die eine Abnormalität in der nukleären Struktur haben.

Was heißt nukleäre Struktur?

Diecke: Nukleäre Struktur, also die genetische Information im Herzmuskel sitzt im Nukleus.

Im Zellkern…

Diecke: Im Zellkern, genau. Und der Zellkern hat normalerweise eine sehr runde Morphologie, also Form. Und bei den speziellen Patienten ist diese Form durch diese spezielle Veränderung im Erbgut verändert, sodass diese runde Form nicht mehr zu erkennen ist. Mit dieser Veränderung einher gehen genetische Expressionsunterschiede, die verschiedene Gene in den Herzmuskelzellen betreffen und es führt dazu, dass der Muskel nicht mehr genug Kraft hat, um das Blut durch den Körper zu pumpen.

Wie haben Sie diese Familie gefunden? Wodurch ist die aufgefallen?

Diecke: Im normalen Rahmen der klinischen Untersuchungen in Stanford, in den USA, damals bei meinem Chef, sind die vorstellig geworden, und dann kam eine Rundmail: Wir haben eine interessante Erkrankung, die wir noch nicht verstehen, wer interessiert sich in unserem Forscherverbund, daran zu arbeiten?

Da haben Sie sich gemeldet und gesagt: Das interessiert mich?

Diecke: Ja, es war wirklich so. Also ich kam eher aus der Grundlagenforschung. Und der Grund, warum ich nach Stanford gegangen bin, war, dass ich richtig greifbare translationale Forschung machen wollte in einem Top -Institut. Und war dann sehr dankbar über diese Rundmail und dachte, jetzt konzentriere ich mich mal auf die Herzerkrankung.

Wie ging es dann weiter? Haben Sie diese Familie untersucht und den Patienten Herzmuskelzellen entnommen? Oder wie sind Sie an das Gewebe gekommen?

Diecke: Nein, der nächste Schritt war, die Patienten einzubestellen und ihnen Hautproben oder Blutproben zu entnehmen. Aus den Proben haben wir im Labor Primärzellen gewonnen und diese genetisch so manipuliert, dass wir daraus sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen hergestellt haben. Das sind Zellen, die quasi identisch zu embryonalen Stammzellen sind. Und das Erkennungsmerkmal von embryonalen Stammzellen ist, dass sie sich in alle Gewebearten des Körpers entwickeln können. Und deswegen konnten wir die Zellen in Herzmuskelzellen ausreifen lassen und sie dann mit den Zellen von Personen aus derselben Familie vergleichen, die keine Erkrankung haben.

Was haben Sie da gefunden? Sehen die tatsächlich anders aus, die Herzzellen aus den Patienten? Schlagen die anders?

Diecke: Also wir haben gesehen, dass der Zellkern anders aussieht. Und verbunden mit dieser Veränderung kommt es auch zu Abweichungen im Kalziumsignalweg und in der Schlagfrequenz der Zellen.

Die Zellen schlagen tatsächlich, kann man das unter dem Mikroskop sehen?

Diecke: Ja, genau. Also das ist so ein Phänomen, was einem wirklich die Wissenschaft näherbringt. Man sieht die schlagenden Herzmuskelzellen. Und wenn man wirklich gute Zellen hat, kann man das auch ohne Mikroskop sehen, dann sieht das wie eine Wellenbewegung aus.

Was heißt, die schlagen anders?

Diecke: Sie schlagen arrhythmisch. Normalerweise ist es ein gleichbleibender Rhythmus. Und bei den Zellen, die wir von den Patienten hatten, kam immer ein kleiner Zwischenschlag, was quasi eine Herzrhythmusstörung auslöst, die eventuell zum Herzstillstand führen kann.

Die Zellen in der Kultur hatten Herzrhythmusstörungen?

Diecke: Ja, genau. Und einmalig an der Studie war, dass wir auch Zugang zu Patientenmaterial hatten, direkt aus dem Herz. Das ist sonst immer der limitierende Faktor, man kommt nicht an das Gewebe heran. Für uns war es in dieser Studie ein glücklicher Zufall, dass einer der Patienten einen Herzschrittmacher eingesetzt bekommen hat. Dadurch haben wir auch Herzgewebe von diesem Patienten bekommen und konnten somit den ganzen Kreislauf abbilden: vom Krankheitsmodell auf zellulärer Ebene bis zum Patientenmaterial und der Patientengeschichte und konnten dadurch auch ein Medikament identifizieren, das eigentlich für die Krebsbehandlung eingesetzt wird, was diesen Phänotypen, den wir beschrieben haben, lindert.

Wie sind Sie auf dieses Medikament gekommen? Warum haben Sie ausgerechnet das ausprobiert?

Diecke: Die Analyse lief über die Sequenzierung des Erbguts. Und da konnten wir sehen, welcher Signalweg in den Zellen dereguliert ist. Und bei diesem Signalweg wussten wir aufgrund vorhergehender wissenschaftlicher Untersuchungen, welche Medikamente eingreifen. Und daraufhin haben wir verschiedene Medikamente ausprobiert.

Und ist es tatsächlich so, dass dieser Signalweg sowohl bei Krebs als auch bei Herzrhythmusstörungen eine Rolle spielt?

Diecke: Dieses Medikament hat eigentlich eine andere Wirkung auf Krebszellen, aber ein zweiter Mechanismus wirkt sich auch auf die Kardiomyopathien aus. So etwas gibt es auch bei Brustkrebsmedikamenten. Zum Beispiel wird Doxorubicin eingesetzt zur Behandlung des Krebses, das führt aber auch zu starken Veränderungen am Herzen. Es gibt nicht immer nur einen Wirkungsmechanismus eines Medikaments, es gibt immer auch Nebenwirkungen. Deswegen ist es auch unwahrscheinlich, dass dieses Medikament jetzt gleich im Patienten eingesetzt wird. Es gibt erst einmal nur einen Anhaltspunkt. Jetzt können wir dieses Medikament vielleicht modifizieren, sodass es nur noch bei den Kardiomyopathien eingreift und nicht mehr in den Signalweg, der auch bei Krebs eine Rolle spielt.

Das Krebsmedikament selbst würde man nicht Herzpatienten verordnen?

Diecke: Nicht unbedingt, das Risiko wäre zu groß. Was man jetzt macht, ist, dass man Medikamente, die momentan für die Krebsbekämpfung eingesetzt werden, auf solchen in der Kulturschale hergestellten Herzmuskelzellen testet.

Sie haben eine Familie untersucht, bei der fünf Menschen von dieser Herzmuskelkrankheit betroffen waren. Wie viel helfen denn Ihre Ergebnisse den Tausenden von anderen Herzpatienten, die auch unter einer dilatativen Kardiomyopathie leiden?

Diecke: Wir vermuten, dass es einen ähnlichen Wirkmechanismus gibt der nicht nur für diese eine Familie zutrifft. Wir hatten noch eine andere Patientenprobe, die eine ähnliche, aber nicht die gleiche Mutation hatte. Und auch da konnten wir den Phänotypen abmildern. Aber es ist natürlich nicht so, dass es für alle dilatativen Erkrankungen eine Rolle spielt.

Aber man könnte schon damit rechnen, dass jetzt aufbauend auf Ihren Ergebnissen gezielt nach bestimmten Medikamenten gesucht wird, die bei solchen Erkrankungen helfen?

Diecke: Genau

Als Laie denkt man, dass die dilatative Kardiomyopathie eine Folge von zu hohem Blutdruck ist. Wie häufig sind denn genetische Faktoren dafür verantwortlich? Und wie häufig sind Faktoren des falschen Lebenswandels dafür verantwortlich? Kann man jetzt sich zurücklehnen und sagen: Tja, also wenn ich die falschen Gene habe, dann brauche ich auch keinen Sport treiben? Oder wirkt beides zusammen?

Diecke: Ich möchte mich da jetzt nicht zu weit aus dem Fenster lehnen, ich bin kein Kliniker. Aber ich würde sagen, das wirkt zusammen. Also eine genetische Grundlage spielt schon eine Rolle, aber der Lebenswandel offensichtlich auch. Wenn man den Herzmuskel überstrapaziert, kommt es zur Erkrankung und das wird durch genetische Veränderungen noch unterstützt. Also das ist auf jeden Fall ein Zusammenspiel von beiden Faktoren.

Vielen Dank.

Diecke: Bitte schön.