Umgewandelte Herzzellen: Forscher testen biologischen Schrittmacher

Gewebe statt Technik: Wissenschaftler wollen umprogrammierte Zellen als Schrittmacher für Herzpatienten einsetzen. Im Tierversuch zeigen sich gute Ergebnisse - doch bis zur Anwendung beim Menschen ist noch viel Forschung notwendig.

Eingefärbte Schrittmacherzellen: Taktgeber im Herzen Zur Großansicht
Wenbin Liang

Eingefärbte Schrittmacherzellen: Taktgeber im Herzen

Auf dem Weg zu einem biologischen Herzschrittmacher sind US-Forscher ein großes Stück weitergekommen. Wie sie im Journal "Nature Biotechnology" berichten, ist es ihnen gelungen, gewöhnliche Herzmuskelzellen von Ratten in Schrittmacher-ähnliche Zellen umzuwandeln. Werde das Verfahren weiterentwickelt, könne es eine Alternative zu künstlichen Herzschrittmachern beim Menschen darstellen, schreiben die Wissenschaftler vom Cedars-Sinai Heart Institute in Los Angeles.

Unser Herzschlag entspringt im Sinusknoten, einer Struktur in der Wand des rechten Vorhofs. Dort sitzen spezialisierte Zellen, die elektrische Impulse geben können. Die Erregung wird über mehrere Stationen weitergeleitet, unser Herz zieht sich zusammen und pumpt Blut durch den Körper. Funktioniert die Zündung am Sinusknoten nicht mehr richtig - etwa aufgrund einer Krankheit oder des Alters - wird der Herzschlag zu langsam oder unregelmäßig. Betroffene können bewusstlos werden. Oft wird in solchen Fällen ein künstlicher Herzschrittmacher eingesetzt.

Rund zehn Milliarden Zellen hat ein erwachsenes Säugetierherz - die Schrittmacherzellen im Sinusknoten machen nur einen winzigen Bruchteil davon aus. Das Team um Nidhi Kapoor untersuchte, welche Gene für die Entwicklung dieser seltenen Spezialisten wichtig sind. Dabei stießen sie auf das Gen "Tbx18".

Im Versuch schleusten die Forscher "Tbx18" mit Hilfe eines inaktiven Virus in zuvor isolierte Herzmuskelzellen von neugeborenen Ratten. Die Zellen gaben daraufhin Impulse ab und waren auch sonst natürlichen Schrittmacherzellen des Sinusknotens sehr ähnlich.

An Ratten und Meerschweinchen getestet

In einem weiteren Experiment mit Meerschweinchen schleusten sie das Gen in das Herz der lebenden Tiere. Sie spritzen "Tbx18" in die Herzspitze, also einen Ort, in dem die Schrittmacherzellen nicht vorkommen. Nach wenigen Tagen entdeckten die Wissenschaftler bei fast allen der so behandelten Tiere untypische Schläge in genau dieser Region. Auch die anschließende Isolation der Zellen aus der Herzspitze stützte die Vermutung, dass sich normale Herzmuskelzellen in Schrittmacher-ähnliche Zellen gewandelt hatten.

Ihr Verfahren sei eine "vielversprechende Alternative" zu elektronischen Geräten, heißt es in "Nature Biotechnology". Um auf diese Art einen Herzschrittmacher für Patienten zu schaffen, schlagen Kapoor und Kollegen zwei Wege vor:

  • "Tbx18" könnte mit Hilfe eines geeigneten Transporters direkt ins Herz gebracht werden.
  • Schrittmacher-ähnliche Zellen könnten im Labor gezüchtet und dann ins Herz eingepflanzt werden.

Die Wissenschaftler weisen jedoch auch darauf hin, dass umfassendere Experimente mit größeren Tieren notwendig seien, bevor Patienten mit der Methode behandelt werden können.

wbr/dpa

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