Mithilfe von Einzelzellsequenzierungen konnten Prof. Dr. med. Arthur Liesz, vom Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung (ISD) an der Ludwig-Maximilians-Universität, München und sein Team in mehreren Organen dauerhafte entzündungsfördernde Veränderungen im Transkriptom bestimmter Immunzellen (Monozyten/Makrophagen) nachweisen. Das heißt, bestimmte Genabschnitte werden dort nach dem Schlaganfall anders ausgelesen, was die Proteinzusammensetzung aus dem Gleichgewicht bringt. Besonders häufig traten diese epigenetischen Modifikationen im Herzen auf, wo sie Vernarbungen auslösen und die Pumpfunktion beeinträchtigen können. „Wir konnten das Protein IL-1b als Hauptverantwortlichen für die epigenetischen Veränderungen identifizieren, die das Immungedächtnis nach einem Schlaganfall beeinflussen“, sagt Liesz.

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Vielversprechende Therapieansätze in Sicht

Den Zusammenhang zwischen der veränderten Blutbildung im Knochenmark durch überexprimiertes IL-1β und kardiale Dysfunktionen wies das Forscherteam am Mausmodell nach. Außerdem konnten sie zeigen, dass sowohl eine Blockade von IL-1β als auch die Hemmung der Wanderung der entzündungsfördernden Zellen zum Herzen die Herzprobleme nach einem Schlaganfall erfolgreich verhindern. „Diese Erkenntnisse sind von großer medizinischer Bedeutung, da sie vielversprechende therapeutische Ansätze für die Vorbeugung sekundärer Herzerkrankungen nach einem Schlaganfall bieten“, meint Liesz. Die Autorengruppe der Studie glaubt, dass die von ihnen beschriebenen epigenetischen Mechanismen zur Umprogrammierung des Immunsystems für die Hirn-Herz-Achse einen neuen Rahmen zur Erklärung der Entwicklung verschiedener IL-1β-vermittelter Komorbiditäten schaffen wird.

Hintergrund: Als Transkriptom wird die Gesamtheit der Gene bezeichnet, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle transkribiert werden, also von der DNA in RNA umgeschrieben sind. Es besteht aus der Summe der vorhandenen mRNA und spiegelt somit den aktuellen Zustand aller aktiven Gene innerhalb der Zelle wider.