Herzpflaster aus Stammzellen für Patienten mit Herzmuskelschwäche
Die Herzmuskelschwäche ist eine der häufigsten Krankheiten mit Todesfolge. Deutschen Forscher ist es nun gelungen, ein spezielles Pflaster für den Wiederaufbau von verloren gegangenem Herzmuskelgewebe herzustellen.
Eine der häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge
Die Herzmuskelschwäche betrifft weltweit mehr als 20 Millionen Menschen und ist eine der häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge. In den vergangenen Jahren wurde immer wieder über neue Ansätze zur Behandlung von Herzschwäche berichtet. So stellten etwa Wissenschaftler der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) fest, dass manchen Patienten mehr Eisen helfen könnte, da es das Herz belastbarer macht. Forscher aus Göttingen berichten nun über eine weitere Möglichkeit: Ein Pflaster für den Wiederaufbau von verloren gegangenem Herzmuskelgewebe.
Zahl der Patienten mit Herzmuskelschwäche wird zunehmen
Wie es in einer Mitteilung der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) heißt, können bisherige Therapieansätze den Krankheitsverlauf verlangsamen, das Herz aber nicht reparieren.
Da die Zahl der Patienten mit Herzmuskelschwäche aufgrund des demographischen Wandels weiter zunimmt, ist die Entwicklung neuer reparativer Therapieverfahren von besonderer Bedeutung.
Forschern der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), Standort Göttingen, ist es nun nach eigenen Angaben erstmals gelungen, sogenannte Herzpflaster oder auch „Engineered Heart Muscle“ (EHM) für den Wiederaufbau von verloren gegangenem Herzmuskelgewebe unter für klinische Anwendungen geeigneten Bedingungen herzustellen.
Schlagende Herzpflaster hergestellt
Die Wissenschaftler haben dafür die Herstellungsbedingungen für EHM soweit entwickelt, dass eine Prüfung von EHM in Patienten mit Herzmuskelschwäche im Rahmen kontrollierter klinischer Studien erstmalig machbar scheint.
Durch die Anwendung von 3D-Druck-Verfahren ist es darüber hinaus gelungen, schlagende Herzpflaster in der für Patienten mit Herzmuskelschwäche nötigen Größe und Form herzustellen. Dabei zeigen die EHM Eigenschaften des erwachsenen Herzens, die bisher nicht im Labor zu erzielen waren.
Dazu gehört unter anderem eine Zunahme der Herzkraft bei Steigerung der Herzfrequenz; ein Mechanismus, der in jedem gesunden Menschen nachweisbar ist und bei Herzmuskelschwäche verloren geht. Die Methode und erste exemplarische Anwendungen im Bereich der Arzneimitteltestung und Herzreparatur wurden nun in der Fachzeitschrift „Circulation“ veröffentlicht.
Entscheidender Durchbruch
„Die von uns entwickelten hoch definierten Kulturbedingungen sind für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung wie auch für eine Herzreparatur ein aus unserer Sicht entscheidender Durchbruch“, sagte Erstautor Dr. Malte Tiburcy von der UMG.
Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der UMG und Senior-Autor der Publikation, fügte an: „Auf Grundlage des von uns entwickelten Verfahrens bereiten wir aktuell die weltweit erste klinische Studie zum Herzmuskelaufbau über Herzpflaster in Patienten mit Herzmuskelschwäche vor.“
Ohne Gefährdung von Patienten
Wie die Experten erklären, basiert das Konzept der Herzreparatur auf dem passgenauen Einbau schlagender Herzmuskelgewebe aus dem Labor in das erkrankte Herz.
Für die Arzneimittelentwicklung sind die dem Herzen ähnliche stabile Funktion sowie die Möglichkeit der Simulation einer Herzmuskelschwäche mit typischen klinischen Begleiterscheinungen (Kraftverlust, Zelltod, Biomarker Freisetzung) von zentraler Bedeutung.
„Gerade für die Entwicklung wirksamer und sicherer Arzneimittel sind Testungen am Menschen durch das an der UMG entwickelte Verfahren auch ohne Gefährdung von Probanden und Patienten möglich“, heißt es in er Mitteilung.
Herzmuskelzellen werden aus menschlichen pluripotenten Stammzellen gewonnen und mit Bindegewebszellen in Kollagen vermischt. In 3D-gedruckten Kulturformen lassen sich so Herzmuskelgewebe mit unterschiedlicher Form und Funktion erzeugen.
Die Funktion der von den Göttinger Forschern entwickelten Herzgewebe lässt sich mit bloßem Auge ohne Zuhilfenahme von Mikroskopen nachverfolgen, dabei werden klassische Eigenschaften von menschlichem Herzgewebe sichtbar und messbar. Dies ist laut den Wissenschaftlern für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung und Herzreparatur von zentraler Bedeutung. (ad)
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