Medizin

Stammzellforschung: Rattenherz aus dem Labor beginnt nach vier Tagen zu schlagen

Montag, 14. Januar 2008

Minneapolis – US-Forscher sind auf dem Weg zu einem “bioartifiziellen” Herzen ein Stück vorangekommen. In Nature Medicine (2008; 14: doi 10.1038/nm1684) beschreiben sie ein Verfahren, mit dem zunächst alle lebenden Zellen aus einem Herzmuskel entfernt werden. Danach wird die “Schablone” mit neonatale Myokardzellen neu besiedelt. Das Ergebnis ist ein Organ, das ohne Immunsuppression transplantiert werden konnte und nach in ersten Tierversuchen sogar Blut pumpte.

Der Herzmuskel besteht nicht nur aus Muskelzellen, sondern auch aus einem Grundgerüst aus Bindegewebe, zu dem beispielsweise die Herzklappen gehören. Wenn die zellulären Elemente entfernt werden, bleibt eine lichtdurchlässige Schablone, die im Wesentlichen aus der extrazellulären Matrix besteht, aber keine kontraktilen Elemente mehr enthält.

Doris Taylor und Mitarbeitern vom Center for Cardiovascular Repair in Minneapolis im US-Staat Minnesota ist es gelungen, ein solches “de-zellularisiertes” Herz zu schaffen. Dazu haben sie im Labor die Koronarien eines explantierten Rattenherzens mit Reinigungsmitteln perfundiert. Die Detergenzien zerstörten die Zellmembranen, und der Inhalt der Herzmuskelzellen, aber auch der Endothelien wurde aus dem Organ herausgelöst, ohne dessen strukturellen Aufbau zu zerstören.

Die verbliebene Herzschablone wurde dann mit einer zweiten Lösung durchspült. Sie enthielt kardiale und endotheliale Vorläuferzellen, welche die Forscher aus den Herzen von Feten oder neugeborenen Ratten isoliert hatten. Auf die “De-Zellularisierung” folgte also eine “Re-Zellularisirung”, die zur Überraschung der Forscher gelang. Die Zellen fanden offenbar den Weg in die Zwischenräume der Herzschablone. Nach vier Tagen setzte sogar ein Herzschlag ein. Taylor und Mitarbeiter implantierten die Organe danach in Versuchstiere. Die Herzleistung betrug zwei Prozent eines erwachsenen Rattenherzens und 25 Prozent eines fetalen Rattenherzens. 

Die Experimente sind nach Auskunft der Forscher ein prinzipieller Beweis dafür, dass ein „bioartifizielles“ Herz möglich ist. Andere Stammzellforscher sprachen von einem wahrhaft erstaunlichen Experiment und einem Meilenstein in der Forschung. Bis zur klinischen Umsetzung beim Menschen dürften nach Meinung der Experten noch viele Jahre vergeben.

Das Verfahren könnte dazu dienen, abstoßungsarme Herztransplantate zu erzeugen. Dazu müsste das Spenderorgan möglichst vollständig von den Merkmalen befreit werden, die vom Immunsystem des Empfängers als fremd erkannt werden. Wenn dies bei Xenotransplantaten, etwa vom Schwein, gelänge, könnte der heutige Organmangel mit einem Schlag behoben werden.

Bis dahin dürfte es aber noch ein langer Weg sein. Im nächsten Schritt wollen die Forscher ihre Ergebnisse am Schweineherzen reproduzieren. Weniger vorstellbar ist eine „Verjüngungskur“ des Herzens, da das Organ für die De- und Rezellularisierung für einen längeren Zeitraum dem Patienten entnommen werden müsste. Die Patienten müsste in der Zwischenzeit mit einem Kunstherzen versorgt werden. © rme/aerzteblatt.de

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