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Schwamm als Nothelfer

Nanofasern weisen Stammzellen den Weg im infarktgeschädigten Herz

Von Volkart Wildermuth

Herzzellen, hier in einer bearbeiteten Darstellung, müssen nach einem Infarkt schnell ersetzt werden.
Herzzellen, hier in einer bearbeiteten Darstellung, müssen nach einem Infarkt schnell ersetzt werden. (Science)

Medizintechnik. - In Deutschland kommt es jedes Jahr zu etwa einer viertel Million Herzinfarkte. Ein Fünftel endet tödlich. Die Überlebenden sind oft schwer beeinträchtigt. Ein Teil ihres Herzens ist vernarbt, seine Leistungsfähigkeit geht zurück, es kann zu einer Herzschwäche kommen. Viel Hoffnung wurde auf Wachstumsfaktoren und auch Stammzellen gesetzt, die die Selbstheilung des Herzens anregen sollen. Trotz guter Daten aus den Tierversuchen stehen überzeugende klinische Erfolge noch aus. Jetzt berichtet die Zeitschrift "Science Translational Medicine" von einem Ansatz, der Wachstumsfaktoren und Nanomaterialien kombiniert.

Plötzliche Schmerzen in der Brust und im Arm. Ein Herzinfarkt beginnt schlagartig, aber der Krankheitsprozess schreitet noch über viele Stunden voran. Rund um die abgestorbene Zone am Herzen ist das Schicksal des Gewebes unentschieden: Werden diese Zellen ebenfalls untergehen und von Narbengewebe ersetzt oder werden sie sich erholen? Davon hängt ab, wie sich die Kraft des Herzen entwickelt, ob der Patient ein normales Leben wiederaufnehmen kann oder an der kleinsten Anstrengung scheitert. Die Geweberegeneration wird von Signalmolekülen koordiniert. Mit der gezielten Gabe solcher Wachstumsfaktoren versuchen Mediziner seit einigen Jahren in experimentellen Studien die Selbstheilungskräfte des Herzens anzuregen. Doch die Erfolge sind bislang bescheiden, meint die Regenerationsmedizinerin Professor Karen Christman von der Universität von Kalifornien in San Diego.

"Bisher sehen wir noch keine großen Fortschritte in der Herzfunktion, die wir von einer idealen Therapie für das Herzversagen erwarten."

Die Wachstumsfaktoren werden einfach zu schnell durch das Blut ausgewaschen. Karen Christman blickt deshalb neugierig nach Taiwan. Dort hat Professor Patrick Hsieh den Wachstumsfaktor VEGF mit Eiweißfasern im Nanomaßstab kombiniert. Wenn diese Mischung Ratten nach einem künstlichen Infarkt ins Herz gespritzt wird, quellen die Fasern auf und bilden eine Art Schwamm.

"Unser Verfahren sorgt für eine langanhaltende Freisetzung des Wachstumsfaktors aus dem Nanofasergel. So werden Stammzellen aus dem Blutkreislauf angelockt. Wir haben die Nanofasern so gestaltet, dass sie Andockplätze für die Stammzellen bieten. Die Stammzellen mögen diese Mikroumgebung."

Im Grund bewirkt der Wachstumsfaktor damit in etwa das, was deutsche Mediziner auf anderem Weg erreichen wollen. Sie entnehmen ihren Patienten Knochenmark, isolieren daraus Stammzellen und spritzen sie ins Infarktgebiet. Auch die Stammzellen in den Versuchstieren von Patrick Hsieh stammen zum Teil aus dem Knochenmark. Die Nanofasern bieten ihnen optimale Bedingungen, so dass die Stammzellen sich erst vermehren und dann weiterentwickeln. So entstehen zunächst winzige Blutgefäße, die den Sauerstoff fein im Gewebe verteilen, dann bilden sich auch neue Herzmuskelzellen. Einen Monat nach dem Infarkt schlagen die Herzen der Versuchstiere, in diesem Fall neben Ratten auch Schweine, tatsächlich kräftiger. Hsieh:

"Mit der Kombination aus Nanofasern und Wachstumsfaktor können wir etwa die Hälfte der verlorenen Herzfunktion zurückgewinnen: Und zwar sowohl in Ratten wie in Schweinen."

Gerade die Experimente mit den Schweinen hält Karen Christman für aussagekräftig, denn deren Blutkreislauf ist dem des Menschen recht ähnlich. Dass auch die Kombination aus Wachstumsfaktor und Nanofasern die Herzfunktion nicht komplett normalisiert, spricht nicht gegen diesen Therapieansatz.

"Selbst eine kleine Verbesserung der Herzfunktion kann das Leben der Patienten erleichtern. Sie können weiter gehen oder kommen überhaupt raus aus dem Bett. Sie haben sicher kein brandneues, jugendliches Herz, aber ihr Leben kann doch einfacher werden."

In ihrem Kommentar in "Science Translational Medicine" weist Karen Christman aber darauf hin, dass es noch zu früh für klinische Studien ist. Erst muss Patrick Hsieh belegen, dass die Behandlungserfolge in den Versuchstieren über mehrere Monate stabil bleiben und dass die Nanofasern nicht in größere Blutgefäße gelangen und dadurch vielleicht erneut wichtige Adern verstopfen. Diese Experimente werden etwa zwei Jahre in Anspruch nehmen. Dann will der Herzchirurg seine Nanofasern mit dem Wachstumsfaktor das erste Mal an Patienten erproben.

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