Das Verständnis der myokardialen Ischämie-Reperfusionsschädigung durch Hypoxieforschung

Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) sind weltweit nach wie vor die häufigste Todesursache und machen 13 % aller Todesfälle weltweit aus _[1]. Trotz dieser erschreckenden Zahlen verfügen weniger als 20 Länder über einen eigenständigen Plan zur Bekämpfung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und zur Verbesserung der kardiovaskulären Gesundheit _[2]. An diesem Welt-Herztag richten wir den Blick auf Forschungsarbeiten, die dazu beitragen, die Mechanismen hinter Herzerkrankungen besser zu verstehen. Dabei liegt der Fokus auf der myokardialen Ischämie-Reperfusionsschädigung und der Rolle kleiner extrazellulärer Vesikel (sEVs).

Eine myokardiale Ischämie-Reperfusionsschädigung bezeichnet zusätzliche Schäden, die entstehen können, wenn die Durchblutung des Herzens nach einer Phase der Sauerstoffunterversorgung wiederhergestellt wird, beispielsweise nach einem Herzinfarkt. sEVs sind winzige, von einer Membran umschlossene Partikel, die von Zellen freigesetzt werden. Sie transportieren molekulare Bestandteile wie Proteine, Lipide und RNA und spielen eine wichtige Rolle bei der Kommunikation zwischen Zellen sowie beim Fortschreiten von Erkrankungen. Nach einer Ischämie-Reperfusionsschädigung nimmt die Zirkulation von sEVs zu und ihre bioaktive Molekülzusammensetzung verändert sich, wodurch das Verhalten der Empfängerzellen beeinflusst wird. Ein besseres Verständnis dieser Veränderungen könnte Forschern dabei helfen, neue Biomarker und therapeutische Angriffspunkte für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu identifizieren.

Im Rahmen des DWS-Reisestipendiums durften wir Fani Koutentaki, eine Doktorandin am Imperial College London, dabei unterstützen, ihre Forschungsergebnisse auf der 50. Jahrestagung der ESC-Arbeitsgruppe für kardiale und zelluläre Elektrophysiologie in Leuven, Belgien, vorzustellen. Ihre von der British Heart Foundation finanzierte Forschung zielt darauf ab, ein neues Modell für die durch Hypoxie-Reoxygenierung verursachte Schädigung (HRI) auf Basis lebender Myokardschnitte (LMS) zu etablieren. Damit soll die Rolle von sEVs für die funktionellen, strukturellen und biochemischen Eigenschaften des Myokards untersucht werden.

Mithilfe einer Whitley H35 Hypoxystation reproduzierte das Team die Sauerstoffbedingungen, die mit einer myokardialen Ischämie-Reperfusionsschädigung verbunden sind. Dazu wurden menschliche lebende Myokardschnitte zwei Stunden lang 1 % Sauerstoff ausgesetzt, gefolgt von 24 Stunden Reoxygenierung. Dieses kontrollierte Modell ermöglichte es den Forschern, die Auswirkungen auf die Funktion und Struktur menschlicher lebender Myokardschnitte sowie die molekulare Zusammensetzung der während der Schädigung freigesetzten sEVs zu untersuchen _[3].

Die Studie zeigte, dass HRI die kontraktile Funktion des Myokardgewebes beeinträchtigte und die Freisetzung von sEVs deutlich erhöhte. Weitere Analysen zeigten, dass diese durch die Schädigung freigesetzten Vesikel das Verhalten von gesundem Myokardgewebe verändern können. Dies unterstreicht ihre potenzielle Rolle beim Fortschreiten einer kardialen Schädigung. Zusammengenommen liefern diese Ergebnisse eine wertvolle Grundlage für die Untersuchung der Mechanismen, die einer myokardialen Ischämie-Reperfusionsschädigung zugrunde liegen, sowie für die Identifizierung weiterer therapeutischer Ansatzpunkte _[3].

Dank des DWS-Reisestipendiums konnte Fani diese Ergebnisse in Form einer Posterpräsentation vorstellen, Ideen mit Forschern aus dem Bereich der kardialen Elektrophysiologie austauschen und zu internationalen Diskussionen über die kardiovaskuläre Forschung beitragen. Im Rückblick auf die Tagung sagte Fani:

„Die Tagung war eine großartige Erfahrung. Ich konnte informative Vorträge über die neuesten Fortschritte in der kardialen Elektrophysiologie besuchen und mich in wertvollen Gesprächen mit Forschern aus diesem Bereich austauschen. Ich möchte mich ganz herzlich bei DWS für die Gewährung des Reisestipendiums bedanken.“

Anlässlich des Welt-Herztags sind wir stolz darauf, Forscher wie Fani zu unterstützen, deren Arbeit dazu beiträgt, unser Verständnis von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erweitern. Indem das DWS-Reisestipendium Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Beginn ihrer Karriere dabei unterstützt, ihre Forschung vorzustellen und sich mit Fachkollegen auf der ganzen Welt auszutauschen, leistet er einen Beitrag zu den gemeinsamen Bemühungen, die kardiovaskuläre Gesundheit zu verbessern und zukünftige wissenschaftliche Erkenntnisse voranzutreiben.

Referenzen:

1. World Health Organisation. Global health estimates: Leading causes of death. [Online]. Geneva: World Health Organisation; [Accessed 6 August 2026]. Available from: https://www.who.int/data/gho/data/themes/mortality-and-global-health-estimates/ghe-leading-causes-of-death
2. World Heart Federation. World Health Day. [Online]. Geneva: World Heart Federation; [Accessed 6 August 2026]. Available from: https://world-heart-federation.org/world-heart-day/
3. Koutentaki, F, Zheng, L, Kelwick, R J R, et al. Investigating the mechanisms of small extracellular vesicles in myocardial hypoxia-reoxygenation injury using the human living myocardial slice model. Cardiovascular Research. 2026 May;122(1).