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Künstliches Herzgewebe zum Schlagen gebracht

Hoffnung für Infarktpatienten Künstliches Herzgewebe zum Schlagen gebracht

Auf den ersten Blick erscheint die Apparatur im Labor von Prof. Wolfram-Hubertus Zimmermann in der Göttinger Universitätsmedizin nicht besonders spektakulär.

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Will beschädigte Herzen mit Ersatzgewebe wieder kräftigen: Mediziner Wolfram-Hubertus Zimmermann.

Quelle: pid

Eine Reihe mit acht Glasgefäßen, jedes eingepasst in eine spezielle technische Vorrichtung und angeschlossen an diverse Schläuche. In jedem Gefäß befindet sich ein blasses, ringförmiges Gebilde, das zwischen zwei Haken eingespannt ist und aussieht wie ein Tintenfisch-Ring in einem spanischen Paella-Gericht. Die Ringe sind jedoch keine kulinarische Spezialität, sondern ein faszinierendes Produkt der Stammzellforschung: Es sind künstliche Herzgewebe, die genauso kraftvoll und rhythmisch schlagen können wie ein natürliches Herz.

Zimmermann ist einer der Pioniere bei der Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von künstlichem Herzgewebe. Als weltweit erstem Wissenschaftler war es ihm vor knapp drei Jahren am Universitätsklinikum Eppendorf in Hamburg gelungen, künstliches Herzgewebe aus menschlichen Stammzellen zu züchten und zum Schlagen zu bringen. Dies erreichte das Forscherteam durch einen Trick: Sie setzten die Zellen einer mechanischen Stimulation aus. Die physikalischen Reize und die Dehnung bewirkten, dass das Gewebe zu pulsieren begann.

Seit Oktober 2008 forscht Zimmermann an der Universität Göttingen, wo er die Abteilung Pharmakologie leitet. Gemeinsam mit seinem Team arbeitet der 40-jährige Stammzellforscher weiter an der Entwicklung so genannter zellulärer Kardiaka. Dies sind biomedizinisch hergestellte Arzneimittel zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Im Focus steht dabei der Herzinfarkt. Jährlich erleiden etwa 280     000 Menschen in Deutschland eine derartige Herzattacke. 60 Prozent überleben den Infarkt, ihr Herz ist allerdings irreparabel geschädigt. „Bei einem starken Infarkt stirbt ein Viertel des Herzmuskelgewebes ab“, erläutert Zimmermann. Im Gegensatz zu anderen Organen wie beispielsweise der Leber sei das Herz nicht zur Selbstheilung fähig. Ziel der Forschungen ist es, defektes Gewebe durch bioartifizielles Herzgewebe zu ersetzen und damit das beschädigte Herz wieder zu kräftigen.

Bei Ratten funktioniert dies bereits. Die Forscher um Zimmermann züchten künstliches Gewebe aus den isolierten Herzzellen junger Ratten, das dann auf ein künstlich geschädigtes Rattenherz genäht wird. Die Flicken wachsen nicht nur am Herzmuskel fest, sondern schlagen auch im selben Takt. Die Tests zeigten, dass sich die Herzleistung der Tiere tatsächlich verbesserte.

Für die Anwendung am Menschen kommt dieser Weg allerdings nicht in Frage, weil man einem Herzpatienten schlecht Herzmuskelzellen entnehmen kann. Deshalb versuchen die Wissenschaftler zu klären, welche Art von Zelle sich am besten als Ausgangsmaterial für die Herstellung von künstlichem Herzgewebe eignen könnte. Ein möglicher Weg ist die Generierung von Stammzellen aus Haaren herzkranker Patienten. Dabei werden die Haarzellen in eine Art Urzustand zurückversetzt und zu so genannten pluripotenten Stammzellen reprogrammiert, die sich dann wieder neu spezialisieren und zu schlagenden Herzzellen entwickeln sollen. Bei diesen Versuchen arbeitet Zimmermanns Arbeitsgruppe mit Kollegen aus dem Herzforschungszentrum Göttingen zusammen.

Besonders erfolgversprechend erscheint auch ein anderer Ansatz, nämlich Stammzellen aus unbefruchteten Eizellen zu entwickeln. Hier sei vor allem die Abstoßungsgefahr bei korrekter Anwendung gering, sagt Zimmermann. Bis solche im Labor gezüchteten Herzgewebe jedoch tatsächlich einmal klinisch eingesetzt werden können, sind noch viele Hürden zu nehmen. Eine dieser Hürden ist, dass die transplantierten Substanzen keine Herz-Rhythmus Störungen auslösen dürfen.

Zimmermann stehen für seine Forschungen in der Göttinger Universitätsmedizin modernste Geräte zur Verfügung. Nicht nur deshalb ist er von dem Wissenschaftsstandort begeistert: „Keine andere Stadt in Deutschland hat ein ähnlich attraktives und spannendes Umfeld für Forscher zu bieten“, sagt der Pharmakologe. „Die Breite der Forschung und die Möglichkeiten des wissenschaftlichen Austausches in Göttingen sind einmalig.“

Von Heidi Niemann

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