ArchivDeutsches Ärzteblatt14/2008„Bioartifizielles“ Herz

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„Bioartifizielles“ Herz

Dtsch Arztebl 2008; 105(14): A-710 / B-622 / C-610

Meyer, Rüdiger

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LNSLNS 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 neonatalen Myokardzellen neu besiedelt. Das Ergebnis ist ein Organ, das ohne Immunsuppression transplantiert werden konnte und nach ersten Tierversuchen sogar Blut pumpte.

Der Herzmuskel besteht neben Muskelzellen auch aus einem Grundgerüst aus Bindegewebe, zu dem beispielsweise die Herzklappen gehören. Werden die zellulären Elemente entfernt, 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.

Prinzipieller Beweis wurde erbracht
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-Zellularisierung“. 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 Wissenschaftler ein prinzipieller Beweis dafür, dass ein „bioartifizielles“ Herz möglich ist. 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. rme
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