Zellen statt Technik

Mediziner entwickeln biologischen Herzschrittmacher

Mediziner entwickeln biologischen Herzschrittmacher

Amerikanische Forscher wollen zukünftig auf die Technik des Herzschrittmachers verzichten und stattdessen auf umprogrammierte Zellen setzen. Diese sollen den technischen Herzschrittmacher dauerhaft ersetzen. Erste Erfolge konnten die Forscher bereits bei Versuchen mit Ratten erzielen.

Los Angeles (U.S.A.) Der technische Herzschrittmacher, so wie er heute jährlich tausenden Herzpatienten eingesetzt wird, könnte zukünftig durch biologisch umprogrammierte Zellen ersetzt werden. Wie amerikanische Forscher im Fachmagazin Nature Biotechnology berichten, ist es ihnen gelungen, gewöhnliche Herzmuskelzellen von Ratten so umzuprogrammieren, dass diese der Funktionsweise eines technischen Herzschrittmachers ähneln. Wird an dem Verfahren weiter geforscht, so könnte die Zellumprogrammierung zukünftig den künstlichen Herzschrittmacher bei Menschen ersetzen, schreiben die Forscher vom Cedars-Sinai Heart Institute in Los Angeles.

Ein Herzschrittmacher wird Herzpatienten eingesetzt, wenn der Herzschlag zu langsam oder unregelmäßig ist. Dies geschieht entweder durch eine Krankheit oder durch das Alter. Der Herzschlag entsteht im sogenannten Sinusknoten, einem Teil der Herzwand im rechten Vorhofs des Herzen. Die dort vorhandenen Zellen sind in der Lage elektrische Impulse geben zu können, welche dazu führen, dass sich das Herz zusammenzieht. Dadurch pumpt das Herz Blut durch den Körper.

Nidhi Kapoor untersuchte, welche Gene für die Entwicklung der Schrittmacherzellen verantwortlich sind. Dabei stießen die Forscher auf das Gen mit der Bezeichnung Tbx18. Von etwa zehn Milliarden Zellen eines ausgewachsenen Herzens machen die Schrittmacherzellen nur einen sehr geringen Anteil aus. Ziel der Forschung ist es, die Anzahl der Schrittmacherzellen zu erhöhen.

Mit Hilfe eines inaktiven Virus schleusten die Forscher das Gen Tbx18 in die zuvor isolierten Herzmuskelzellen von neugeborenen Ratten. Wie erhofft, gaben die Zellen daraufhin Impulse ab und ähnelten in vielerlei Hinsicht den natürlichen Schrittmacherzellen des Sinusknoten.

Bei weiteren Versuchen mit Meerschweinchen schleusten die Wissenschaftler ebenfalls das Gen Tbx18 in das Herz - als Kontrollversuch aber an eine Stelle des Herzen, an denen die Schrittmacherzellen nicht vorkommen. Bereits nach wenigen Tagen entdeckten die Forscher einen untypischen Herzschlag, ausgelöst durch die Injektion des Gens Tbx18. Dies hatte normale Zellen des Herzens in Schrittmacherzellen umgewandelt und so den untypischen Herzschlag verursacht.

Dieser medizinische Ansatz ist eine vielversprechende Alternative zum elektronischen Herzschrittmacher. Die Forscher sehen derzeit zwei Möglichkeiten, den biologischen Herzschrittmacher zukünftig erfolgreich zum menschlichen Herzen zu transportieren. Zum einen könnte, wie bereits mit den Versuchen an Ratten und Meerschweinchen, das Gen Tbx18 über einen inaktiven Virus oder einer ähnlichen Transportmöglichkeit zum Herzen gebracht werden. Die andere Alternative sieht eine Züchtung der Schrittmacherzellen im Labor und eine späteren Implantation vor.

Jedoch betonen die Forscher, dass es bis zum biologischen Herzschrittmacher beim Menschen noch ein weiter Weg ist. Im nächsten Schritt wollen die Forscher beobachten, wie sich das Gen Tbx18 bei größeren Säugetieren, dessen Herzgröße dem menschlichen Herz ähnelt, verhält.

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