Regenerative Medizin: Herzmuskel aus Hautzellen hergestellt

Mediziner wollen Patienten mit Herzschwäche heilen, indem sie ihnen frisches Muskelgewebe implantieren - und zwar Zellen, die von den Betroffenen selbst stammen. Ein erster Schritt hin zum Verfahren ist nun geglückt. Ob die Therapie einmal in der Praxis ankommt, lässt sich aber noch nicht sagen.

DPA

Es ist Traum vieler Mediziner: ein geschädigtes Herz mit gesunden Zellen zu heilen, die vom Patienten selbst stammen - so dass der Körper sie nicht abstößt. Zwar liegt eine solche Therapie noch in ferner Zukunft, doch israelische Forscher haben jetzt eine Hürde auf diesem Weg genommen. Im "European Heart Journal" berichtet das Team, dass es Hautzellen von zwei Patienten zu schlagenden Herzzellen umprogrammiert hat. Eine Transplantation dieser Zellen in Ratten habe gezeigt, dass sich das neu gezüchtete Gewebe erfolgreich ins Herz integriert habe. Ob dieses Verfahren eines Tages in Krankenhäusern angewendet wird und welche Risiken und Nebenwirkungen es mit sich bringen würde, lässt sich aber noch nicht sagen.

"Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, Hautzellen eines älteren Patienten mit Herzversagen zu nehmen und sie im Labor zu gesunden, jungen, schlagenden Herzmuskelzellen umzuwandeln", sagt Studienleiter Lior Gepstein vom Technion in Haifa. Diese Zellen befänden sich in einem Zustand, der dem von Herzzellen kurz nach der Geburt gleiche.

Die Hautzellen stammten von zwei 51 und 61 Jahre alten Männern, die an Herzinsuffizienz leiden. Im Labor programmierten die Forscher diese Zellen um, indem sie mehrere Gene einschleusten, welche die Zellen quasi in ein embryonales Stadium zurückversetzen. Die entsprechenden Gene sind aus zahlreichen früheren Versuchen zur Umwandlung von Zellen in sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) bekannt. So gelang es bereits bei Mäusen, Haut- in Herzellen und auch in Nervenzellen umzuwandeln.

Anschließend brachten die israelischen Forscher die iPS-Zellen dazu, sich zu Herzmuskelzellen zu entwickeln, und züchteten sie gemeinsam mit Herzmuskelgewebe im Labor. Nach 24 bis 48 Stunden schlugen beide Gewebearten zusammen, schreiben die Wissenschaftler. Das Gewebe pflanzten die Wissenschaftler dann Ratten ein, um zu testen, ob die Zellen sich dort ins Herz integrierten. Auch dieser Teil des Experiments sei erfolgreich verlaufen.

Klinische Studien, in denen die Technik erprobt wird, könnten in den nächsten zehn Jahren beginnen, meint Gepstein. Der nicht an der Studie beteiligte Mediziner John Martin vom University College London warnte allerdings vor übertriebenen Hoffnungen. Die Chancen seien gering, dass sich das Verfahren bei Patienten erfolgreich anwenden lasse. Und selbst wenn, würde es um die 15 Jahre dauern, bis es so weit sei. Dennoch sei die Studie ausgesprochen interessant.

wbr/Reuters

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Stammzellen - die Multitalente
Embryonale Stammzellen (ES)
AFP
Sie gelten als die zellulären Alleskönner: Reift eine befruchtete Eizelle zu einer Blastozyste, einem kleinen Zellklumpen, heran, entsteht in deren Inneren eine Masse aus embryonalen Stammzellen. Die noch nicht differenzierten Stammzellen können sich zu jeder Zellart des menschlichen Körpers entwickeln. Voraussetzung ist, dass sie mit den richtigen Wachstumsfaktoren behandelt werden.
Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)
Körperzellen einfach in Stammzellen umprogrammieren - das gelang Forschern durch das Einschleusen ganz bestimmter Steuerungsgene. Aus den dabei entstandenen maßgeschneiderten Stammzellen züchteten sie erfolgreich verschiedene Körperzellen. Diese Methode ist nicht nur elegant, sondern auch ethisch unbedenklich, da dabei kein Embryo hergestellt und zerstört wird. Allerdings birgt die Methode noch Risiken, weil für das Einschleusen der Gene Viren benötigt werden. Die Gene werden vom Virus verstreut im Genom eingebaut, wichtige Gene der Zelle können dabei beschädigt werden, die Zelle kann entarten. Es besteht Krebsgefahr. Zudem bauen auch die Viren ihr Erbgut ein. Forschern gelang jedoch mittlerweile die Reprogrammierung ohne Viren und mit anschließender Entfernung der Gene.
Proteininduzierte pluripotente Stammzellen (piPS)
Zellen reprogrammieren - nur durch Zugabe von Molekülen und ohne Veränderung des Erbgutes. Dies gelang Forschern erstmals im April 2009. Damit räumten sie potentielle Risiken aus, die das Einschleusen der Reprogrammiergene barg.
Keimbahn abgeleitete pluripotente Stammzellen (gPS)
Keimbahn-Stammzellen können normalerweise nur Spermien erzeugen. Aber man kann sie auch in pluripotente Stammzellen verwandeln. Diese "germline derived pluripotent stem cells" (gPS) bieten ein großes Potential, denn ihr Erbgut ist noch relativ unbeschädigt. Forschern gelang die Verwandlung an Hodenzellen von Mäusen - nur durch ganz bestimmte Zuchtbedingungen.
Adulte Stammzellen
Nicht nur Embryonen sind eine Quelle der Zellen, aus denen sich verschiedene Arten menschlichen Gewebes entwickeln können. In etwa 20 Organen inklusive der Muskeln, der Knochen, der Haut, der Plazenta und des Nervensystems haben Forscher adulte Stammzellen aufgespürt. Sie besitzen zwar nicht die volle Wandlungsfähigkeit der embryonalen Stammzellen, bereiten aber auch keine ethischen Probleme: Einem Erwachsenen werden die adulten Stammzellen einfach entnommen und in Zellkulturen durch Zugabe entsprechender Wachstumsfaktoren so umprogrammiert, dass sie zu den gewünschten Gewebearten heranreifen.
Ethik und Recht
Die Stammzellforschung birgt ethische Konflikte. Embryonale Stammzellen werden aus Embryonen gewonnen, die entweder eigens hergestellt werden oder bei künstlichen Befruchtungen übriggeblieben sind. Dabei wird der Embryo zerstört. Die Argumentation der Befürworter: Die Embryonen würden ohnehin vernichtet. Kritiker sprechen dagegen von der Tötung ungeborenen Lebens. In Deutschland ist das Herstellen menschlicher Embryonen zur Gewinnung von Stammzellen verboten. In Ausnahmefällen erlaubt das Gesetz aber den Import von Stammzellen, die vor dem 1. Mai 2007 hergestellt wurden. In Großbritannien und Südkorea ist das therapeutische Klonen ausdrücklich erlaubt, ebenso in den USA.