Proteinklumpen im Herz

Das Protein Desmin bildet normalerweise stabilisierende Filamente im Inneren der Zellen. Verschiedene Mutationen im DES-Gen, das den Bauplan für das Protein enthält, rufen unterschiedliche Muskelkrankheiten hervor.

Jede Zelle besitzt zwei DES-Gene auf zwei unterschiedlichen Chromosomen. Die Desminopathien brechen bereits aus, wenn nur eines der DES-Gene mutiert ist. Ist ein DES-Gen mutiert und eines intakt, produziert eine Zelle sowohl fehlgebildete als auch normale Proteine. Da nicht nur die mutierten Desmin-Proteine verklumpen, sondern auch die intakten Exemplare in die Aggregate eingebaut werden, reicht ein fehlerhaftes DES-Gen aus, um die Krankheit auszulösen.

Mit der „Photoactivation Localization Microscopy“ (PALM) zeigen die Forscher nun den dahinter liegenden Mechanismus. PALM ist eine neuartige Mikroskopiertechnik, mit der man eine zehnfach höhere Auflösung als mit der konventionellen Lichtmikroskopie erreicht. Dabei hängen sie zwei verschiedene fluoreszierende Moleküle an die mutierten und intakten Proteine an. Über Laser können sie diese Marker an- und abschalten, quasi aufblinken lassen. Der Computer berechnet anschließend aus den „Schnappschüssen“ für intaktes und mutiertes Protein eine gemeinsame Aufnahme, auf der beide Proteinvarianten zu sehen sind.

Im nächsten Schritt möchten die Forscher aufklären, wie Mutationen im DES-Gen die arrhythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie, kurz ARVC, auslösen. Diese seltene Herzmuskel-Erkrankung zeichnet sich durch eine schwere Schädigung – insbesondere der rechten Herzkammer – und durch Herz-Rhythmusprobleme aus, die zu einem plötzlichen Herztod führen können.

Literatur: Brodehl, A., et al.: J. Biol. Chem. 2012; Online: doi:10.1074/jbc.M111.313841.