Herzinfarkt-Erholung: Proteinmodifikation steuert Immunreaktion

Herzinfarkte zählen weltweit zu den häufigsten Todesursachen, wobei ein Großteil des Schadens nicht während der initialen Gefäßblockade entsteht, sondern während der Reperfusion, wenn der Blutfluss wiederhergestellt wird. Diese Studie deckt einen bisher unbekannten Mechanismus auf, der diese schädliche Entzündungsreaktion über eine Proteinmodifikation namens Laktylierung antreibt.

Die Forscher setzten fortschrittliche Proteomik ein, um Neutrophile (wichtige entzündungsfördernde Immunzellen) in Mäusen nach Herzinfarkten zu analysieren. Dabei entdeckten sie, dass S100a9, ein entzündungsförderndes Protein, unter dem metabolischen Stress einer Herzverletzung an einer spezifischen Stelle (Lysin 26) laktyliert wird. Diese Modifikation verändert das Verhalten des Proteins grundlegend: Es wandert in den Zellkern, wo es als genetischer Schalter wirkt und Gene aktiviert, die die Migration von Neutrophilen zum Herzen fördern.

Mithilfe gentechnisch veränderter Mäuse, bei denen diese S100a9-Laktylierung nicht stattfinden konnte, demonstrierte das Team einen bemerkenswerten Schutz vor Herzinfarktschäden. Diese Mäuse zeigten im Vergleich zu normalen Mäusen eine um 60 % verbesserte Herzfunktion, eine deutlich reduzierte Entzündungsreaktion und weniger kardiale Fibrose. Da die Übertragung normaler Neutrophiler in die geschützten Mäuse den Schaden wiederherstellte, war der Schutzeffekt eindeutig auf das Verhalten der Neutrophilen zurückzuführen.

Die Forscher identifizierten DLAT, ein am Zellstoffwechsel beteiligtes Enzym, als verantwortlich für die Hinzufügung der Laktylmodifikation an S100a9. Bedeutsam ist, dass sie feststellten, dass α-Liponsäure, ein bereits bekanntes Nahrungsergänzungsmittel, diesen Prozess hemmen kann. Bei menschlichen Patienten korrelierten erhöhte Spiegel von laktyliertem S100a9 im Blut mit Herzschadensmarkern und sagten schlechtere Verläufe voraus.

Diese Entdeckung eröffnet neue therapeutische Ansätze für die Herzinfarktbehandlung – potenziell durch gezielte Hemmung des DLAT-Enzyms oder den Einsatz von α-Liponsäure als Nahrungsergänzungsmittel. Das laktylierte S100a9-Protein zeigt zudem Potenzial als Biomarker zur Identifikation von Patienten mit dem höchsten Risiko für eine schlechte Erholung nach einem Herzinfarkt.