Medizin

Schlagende Herzzellen im Labor gezüchtet

Donnerstag, 24. April 2008

Toronto – Ein internationales Forscherteam ist auf dem Weg zur Entwicklung eines im Labor gezüchteten Herzmuskelersatzes ein gutes Stück vorangekommen. In Nature (2008; doi: 10.1038/nature06894) zeigen sie, wie embryonale Stammzellen in alle drei Zelltypen des Herzens differenziert werden können. In der Petrischale konnten die Forscher den Zellen erste Zuckungen entlockten, im Tierexperiment stärkten Injektionen die Kontraktilität des Herzens.

Die Stammzellforschung ist im Prinzip eine einfache Sache. Man nehme eine embryonale Stammzelle, vermehre sie in einer Nährstofflösung. Dann gebe man zur richtigen Zeit die richtigen Zytokine und Wachstumsfaktoren hinzu und schon erhält man die gewünschte Körperzelle.

In der Praxis haben sich Mischung, Dosierung und Timing des Cocktails jedoch als sehr schwierig erwiesen. Dem Team um Gordon Keller vom McEwen Centre for Regenerative Medicine in Toronto scheint der Trick nun durch eine Kombination aus Activin A, BMP4 (bone morphogenetic protein 4), bFGF (basic fibroblast growth factor), VEGF (vascular endothelial growth factor) und DKK1 (dickkopf homolog 1) gelungen zu sein. Aus embryonalen Stammzellen wurden Kardiomyozyten (für den Muskel), glatte Muskelzellen (für die Gefäßwand) und Endothelzellen (für die Innenauskleidung der Gefäße). Fehlen nur noch die Fibroblasten, die das Grundgerüst für den Herzmuskel bilden. 

Die im Labor kreierten Zellen sahen nicht nur aus wie Herzzellen, sie verhielten sich auch so. Mehr als die Hälfte der Kardiomyozyten zeigten in der Petrischale kontraktile Bewegungen (siehe die Videos). Mehr noch: Als Keller und Mitarbeiter ihre Zellmischung Mäusen nach einem induzierten Herzinfarkt in den Herzmuskel injizierten, soll es zu einer Verbesserung der Herzleistung gekommen sein. Zwei Wochen später war die linksventrikuläre Ejektionsfraktion um 31 Prozent höher als in der Vergleichsgruppe, wo den Tieren nur die Nährstofflösung injiziert worden war. 

Bernd Fleischmann von der Universität Bonn zeigt sich gegenüber dem Nachrichtendienst von Nature (2008; doi:10.1038/news.2008.775) beeindruckt. Der Physiologe ist Experte auf dem Gebiert. Im letzten Jahr hatte er durch Injektion von embryonalen Stammzellen Mäuse vor lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen geschützt. Damals setzte der Forscher darauf, dass sich die Stammzellen im Körper in die benötigten Herzzellen differenzieren (in diesem Fall Zellen des Reizleitungssystems).

Die neuen Erkenntnisse könnten es ermöglich, diese Zellen vorher im Labor zu züchten. Fleischmann sagt mittelfristig eine Anwendung beim Menschen voraus. Dazu müssen die Stammzellforscher jedoch noch andere Tricks beherrschen. Denn die Therapie ist nur dann sinnvoll, wenn die Zellen vom Patienten selbst stammen, da dann auf eine häufig für das Herz schädliche Immunsuppression verzichtet werden kann.

Dies wäre durch Verwendung von iPS (induzierten pluripotenten Stammzellen) möglich. Dies sind Stammzellen, die aus normalen Hautzellen gezüchtet werden. Im November letzten Jahres war es amerikanischen und japanischen Forschern gelungen, iPS auch beim Menschen zu züchten. Jetzt muss nur noch gezeigt werden, dass diese iPS sich zu Kardiomyozyten differenzieren lassen. Dann stünde ersten klinischen Experimenten, beispielsweise an Herzinfarktpatienten nichts mehr im Weg. © rme/aerzteblatt.de

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