Am 14. Februar 2026 hat die Forschungsarbeit unter der Leitung von Prof. Dr. Karin Busch, die die Arbeitsgruppe „Mitochondrial Dynamics and Bioenergetics“ am Institut für Integrative Zellbiologie und Physiologie leitet, einen bedeutenden Fortschritt gemacht. Diese Studien konzentrieren sich auf die Bioenergetik von Zellen und insbesondere auf die Energieumwandlungsprozesse in Herzmuskelzellen, die für die kardiovaskuläre Gesundheit entscheidend sind.

In einem innovativen deutsch-chilenischen Team arbeitet Prof. Busch eng mit den Kollegen Prof. Dr. Guiscard Seebohm und Prof. Dr. Verónica Eisner zusammen, um die Veränderungen in den Mitochondrien, den sogenannten „Kraftwerken der Zelle“, zu untersuchen. Diese Forschungen zielen darauf ab, herauszufinden, inwiefern strukturelle Veränderungen in den Mitochondrien als Vorwarnsystem für altersbedingte Herzerkrankungen dienen können.

Mitochondrien im Fokus

Die Mitochondrien spielen eine zentrale Rolle bei der Erzeugung von ATP (Adenosintriphosphat) aus Fettsäuren oder Glucose. Eine effiziente Energieversorgung ist insbesondere für Herzmuskelzellen wichtig, da diese kontinuierlich hohe Energiemengen benötigen. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass die Architektur der inneren Mitochondrienmembran, auch Cristae genannt, im Alterungsprozess des menschlichen Herzens abnimmt, während die Menge der formgebenden Proteine unverändert bleibt.

Bei älteren Mäusen wurden durch tomographische Bildgebungen signifikante Veränderungen in den Cristae festgestellt. Sie sind weniger vernetzt, schmaler und weisen eine größere Anzahl an „Fenstern“ auf. Diese morphologischen Veränderungen können die Effizienz der Energieproduktion erheblich beeinträchtigen. Ein entscheidender Punkt ist hierbei der Verlust des Cristae-formgebenden Proteins Opa1, der mit diesen beobachteten Veränderungen korreliert.

Implikationen der Forschung

Zusätzlich zeigen Untersuchungen in Zellkultur alternder menschlicher Herzmuskelzellen, dass die ATP-Synthase, ein wichtiger Proteinkomplex für die Energiegewinnung, beweglicher und gleichzeitig weniger effizient wird. Solche Veränderungen sind nicht direkt krankhaft, sie können jedoch bei zusätzlichem Stress, etwa durch chronische Entzündungen, problematisch werden. Diese Erkenntnisse haben das Potenzial, neue Wege für die Prävention und Therapie von Herzerkrankungen aufzuzeigen.

Die Originalveröffentlichungen zu diesen bedeutenden Forschungsergebnissen sind in den Fachzeitschriften PNAS und Aging Cell dokumentiert. Prof. Dr. Karin Busch und ihr Team setzen damit einen entscheidenden Schritt in der Erforschung der Bioenergetik von Zellen und deren Auswirkungen auf die Gesundheit des menschlichen Herzens.