Mediziner reparieren Mäuseherz nach Infarkt mit Stammzellen

London - Lange galten pluripotente Stammzellen als vielversprechendes Werkzeug einer kommenden regenerativen Medizin: Sie lassen sich umprogrammieren und zu allen Körperzelltypen weiterentwickeln. Doch dieser Ansatz ist mit Gefahren verbunden: Die Zellen entarten auch leicht, unkontrollierte Wucherungen drohen.

Deswegen arbeiten Forscher wie Li Qian vom Gladstone Institute of Cardiovascular Disease in San Francisco und ihre Kollegen daran, eine spezialisierte Körperzelle direkt in eine andere Körperzelle umzuwandeln. Und wie aktuelle Versuche zeigen, kann das nicht nur im Reagenzglas funktionieren, sondern auch im lebenden Tier.

Ob der Ansatz eines Tages auch beim Menschen zur Anwendung kommen kann, ist damit noch nicht gesagt. Interessant wäre er aber allemal: Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die Todesursache Nummer eins in den Industrieländern. Gleichzeitig fehlen dringend benötigte Spenderorgane, um besonders gefährdeten Patienten zu einem neuen Herzen zu verhelfen.

"Erwachsenes Herzgewebe mit körpereigenen Zellen wiederherzustellen, ist ein vielversprechender Ansatz, um Herzkrankheiten zu behandeln", schreiben die Forscher im Fachmagazin "Nature". Sie berichten, wie sei in einer lebenden Maus Herzzellen umprogrammiert haben. Demnach ist es ihnen gelungen, aus Bindegewebszellen schlagende Herzmuskelzellen zu machen.

Die neuen Zellen seien voll funktionsfähig und fügten sich gut in den bestehenden Herzmuskel ein, berichten die Wissenschaftler. So habe sich der Schaden eines Infarkts beim Versuchstier innerhalb von drei Monaten teilweise beheben lassen.

Viren in den Herzmuskel gespritzt

Die Hälfte aller Herzzellen sind Bindegewebszellen. Mit der Stammzelltherapie lassen sie sich auf Erbgutebene direkt in Muskelzellen umprogrammieren, ohne den Umweg über die pluripotenten Stammzellen zu gehen, berichten Li und ihre Kollegen.

Um die Zellen umzuprogrammieren, brauchte es nach Angaben der Forscher drei sogenannte Transkriptionsfaktoren. Das sind Eiweiße, die auf Erbgutebene die Aktivität von Genen steuern. Um die Erbinformation über diese Eiweiße an die richtige Stelle zu liefern, haben die Forscher modifizierte Viren direkt in die Herzmuskel der erwachsenen Mäuse gespritzt. Die Viren bauten das Erbgut für die Transkriptionsfaktoren dann in die Bindegewebszellen ein.

Der Großteil der umprogrammierten Herzmuskelzellen bildete die für ihre Zellart typischen Verbindungsstrukturen, so die Forscher. Damit binden sich die Herzmuskelzellen fest aneinander und geben Stromstöße weiter. Die Verbindungen stellen sicher, dass sich das Herz als Ganzes gleichzeitig zusammenzieht und effektiv Blut pumpen kann. Wie das Forscherteam außerdem schreibt, zog sich etwa jede zweite umprogrammierte Herzmuskelzelle wie ihr natürliches Pendant auf einen elektrischen Reiz hin zusammen, konnte das Herz also zum Schlagen bringen.

Die Forscher führten bei Versuchstieren einen künstlichen Herzinfarkt herbei. Einigen von ihnen spritzten sie anschließend die Viren in den Herzmuskel. Dabei habe sich eine deutliche Verbesserung der Herzfunktion feststellen lassen. Drei Monate nach der Injektion hätten die Herzen der therapierten Tiere mehr Blut gepumpt als die der unbehandelten Artgenossen.

"Die verbesserte Herzfunktion lässt sich dadurch erklären, dass ein kleiner Prozentsatz an Bindegewebszellen in neue herzmuskelartige Zellen umgewandelt wurde", schreiben die Forscher. Sie wollen das Verfahren nun zum Beispiel an Schweinen testen.