Kaputtes Herz mit Stammzellen heilen

Herzmuskelschwäche soll in Zukunft ein Pflaster aus Stammzellen kurieren

Weltweit sind mehr als 20 Millionen Menschen von Herzmuskelschwäche betroffen. Die Diagnose zählt damit zu den häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge. Aktuelle Therapien können allenfalls den Verlauf der Krankheit verlangsamen. Eine Reparatur des kaputten Herzens war bislang allerdings nicht möglich. Doch an dieser Vision arbeiten Forscher weltweit mit Hochdruck und die „Wunderzellen“ Stammzellen sollen ihnen dabei helfen. Den regenerativen Therapien wird die Zukunft gehören, darin sind sie alle Experten einig – auch weil in Zeiten des demographischen Wandels und steigender Patientenzahlen Alternativen fehlen. Schon jetzt sind Spenderorgane knapp.

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Ein aus Stammzellen gezüchtetes Herzpflaster soll kranke Herzen gesunden lassen. Was klingt wie ferne Science Fiction wollen nun Göttinger Wissenschaftler in klinischen Studien testen. Sie optimierten dafür ein Verfahren des Tissue Engineerings.

 

Durchbruch beim Herzpflaster gelang in Göttingen

Forschern der Universität Göttingen am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) gelang es nun erstmals, ein sogenanntes Herzpflaster auf Basis von Stammzellen herzustellen. Ihre Methode sowie erste exemplarische Anwendungen stellten die Göttinger Mediziner im Februar in der Fachzeitschrift „Circulation“ vor.

Der Begriff „Herzpflaster“ beschreibt ein Verfahren., bei dem Gewebe aus „Engineered Heart Muscle“ Zellen, kurz EHM-Zellen, genutzt werden, um verloren gegangenes Herzmuskelgewebe wiederaufzubauen. Die Züchtung der Herzzellen erfolgt dabei aus Stammzellen. Die erfolgreiche Kultivierung der Zellen gelang bislang nur in kleineren Maßstäben. Die Göttinger Forscher können das Herzpflaster nun aber unter Bedingungen herstellen, die auch für die klinische Anwendung geeignet sind. Das EHM kann so direkt in kontrollierten, klinischen Studien an Patienten mit Herzschwäche erprobt werden. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, unter Einsatz modernster Technik wie dem 3D-Druck-Verfahren und den neuesten Erkenntnissen der Stammzellenforschung individualisierbare, schlagende Herzpflaster herzustellen. Das heißt, jedes Implantat wird auf Basis der Patientendaten in Größe und Form angepasst. Die individualisierte Stammzellentherapie ist damit längst keine ferne Science-Fiction mehr.

 

Das gezüchtete Herzgewebe bringt wichtige Eigenschaften des Pumporgans mit

Das Herzpflaster zeigt dabei Eigenschaften des Pumporgans, die bislang nicht im Labor nachgeahmt werden konnten. Normalerweise nimmt die Herzkraft bei Aktivität zu, d. h. unter Belastung steigt die Herzfrequenz bei gesunden Menschen. Bei einer Herzmuskelschwäche geht genau dieser Mechanismus verloren. Die Folge sind sinkende Belastbarkeit, Kurzatmigkeit und Ausbrüche von kaltem Schweiß. Das neue EHM bringt diese notwendigen Gewebeeigenschaften jedoch mit. Es eignet sich daher nicht nur als Herzpflaster, sondern auch als Testsystem in der Arzneimittelentwicklung und -Prüfung. Diese wichtigen Forschungsfelder kämen in absehbarer Zukunft so vielleicht ganz ohne Tierexperimente aus.

Die erste klinische Studie wird dank der hochentwickelten Kulturbedingungen nun in Göttingen vorbereitet. Erklärtes Ziel ist hierbei: Das Herzpflaster soll den Herzmuskelaufbau bei Patienten mit Herzmuskelschwäche forcieren. Die Idee dahinter basiert auf dem maßgeschneiderten Einbau von schlagendem Herzmuskelgewebe in das erkrankte Herz. Um an das EHM zu gelangen, werden aus menschlichen pluripotenten Stammzellen Herzmuskelzellen gewonnen. Im nächsten Schritt erfolgt eine Vermischung mit Bindegewebszellen und Kollagen. Im Bioreaktor lassen sich nun Herzmuskelgewebe mit unterschiedlicher Form und Funktion erzeugen, weil das Zellgemisch im Bioreaktor in 3D-gedruckten Kulturformen heranwächst.

Die Versprechung der Göttinger Forscher, das kranke Herz mit Stammzellen zu heilen, bietet Hoffnung für viele Betroffene.

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