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BIOLOGIE Heilung ohne Narbe

Max-Planck-Forscher in Bad Nauheim machen ungewöhnliche Versuche im Dienste des Menschen: Sie verletzen Herzen und sehen ihnen dann beim Nachwachsen zu.
Von Katrin Schmiedekampf
aus DER SPIEGEL 4/2007

Ihre Lehrmeister haben Thomas Braun, 45, und seine Kollegen im Keller untergebracht. Es sind 900 Grünliche Wassermolche aus den USA; jeweils zehn Tiere teilen sich ein Aquarium. Auf den ersten Blick scheint an den Molchen nichts Besonderes: Sie fressen rote Mückenlarven, legen ihre Eier an den künstlichen Wasserpflanzen ab, schlucken Luft und schweben durchs Wasser.

Dennoch wünschen sich die Wissenschaftler, die Menschen wären ein wenig wie diese fingerlangen Amphibien. Denn auch die erwachsenen Tiere können sich selbst heilen. Ein abgeschlagenes Bein wächst innerhalb weniger Wochen nach, eine verlorene Augenlinse ebenfalls. Verletzt man Notophthalmus viridescens am Herz, repariert sich sogar dieses ganz von allein - ohne dass eine Narbe zurückbleibt.

»Warum schaffen wir das nicht?«, fragen sich Braun und sein Forscherteam. Seit dreieinhalb Jahren beschäftigen sich die Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim bei Frankfurt mit den Schwanzlurchen. Sie versuchen nachzuvollziehen, welche Prozesse im Herz der Tiere ablaufen, wenn es geschädigt wurde. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachblatt »Journal of Cell Science« veröffentlicht.

»Wir wollen die Abläufe erst vollständig verstehen und dann beeinflussen«, sagt Braun. Eines Tages, hofft er, werde er dieses Wissen dann auf Mäuse und andere Säugetiere übertragen können. Für den Menschen könnte das von Nutzen sein: Über 230 000 Deutsche sterben im Jahr an Herzerkrankungen, weit mehr als durch Schlaganfall oder Lungenkrebs.

Eine Heilung des Herzmuskels, der beispielsweise durch einen Infarkt geschädigt wurde, ist bis heute nicht möglich. Das zerstörte Gewebe vernarbt. Ärzte versuchen zwar, das Herz mit Stammzellen zu behandeln, die sie dem Knochenmark entnehmen. Doch dieses Verfahren ist sehr umstritten. Bahnbrechende Heilungserfolge gab es bisher nicht, die Anfangseuphorie ist geschwunden. Ein nachwachsendes Herzmuskelgewebe wäre für viele Patienten die Rettung.

Brauns Kollege Thilo Borchardt, 37, setzt einen Molch in ein Betäubungsbad. Das Tier schwimmt erst in normaler Geschwindigkeit durch das Becken, wird aber schon nach ein paar Minuten langsamer. Als es schließlich reglos im Wasser treibt, fischt Borchardt es heraus und beginnt mit der Operation.

Er schneidet ein kleines Loch in die Bauchdecke des Tiers und packt das Herz mit der Pinzette. »Nun quetsche ich den Herzbeutel zusammen«, sagt der Forscher. Wie sehr das Organ dabei verletzt wird, lässt sich so beschreiben: Es ist, als ob jemand mit einem Hammer auf einen Sack voll Eiswürfel einschlagen würde; die Würfel verwandeln sich dabei in gecrushtes Eis.

Das klingt lebensbedrohlich, doch der Molch berappelt sich schon nach ein bis zwei Tagen wieder. In seinem Herz, das mindestens zur Hälfte schwer geschädigt ist, beginnt ein Prozess, bei dem der Eismatsch gleichsam Schritt für Schritt wieder zu Eiswürfeln geformt wird - sich also in eine normale Herzstruktur zurückverwandelt. Nach zwei Wochen läuft der Wiederaufbau auf Hochtouren. Etwa 84 Tage dauert es, bis das Herz vollständig repariert ist.

Die Forscher können inzwischen ungefähr erklären, was kurz nach der Operation im Molchherz abläuft: »Im Gegensatz zu Säugetieren wird das zerstörte Herzgewebe nicht durch Narbengewebe ersetzt«, sagt Borchardt. Stattdessen passiere etwas sehr Merkwürdiges: Die Zellen vergessen, dass sie Herzmuskelzellen sind, und gehen in ihrer Entwicklung einige Schritte zurück. Das führt dazu, dass sie sich teilen und neue Herzmuskelzellen bilden können. »Dedifferenzieren und danach redifferenzieren« nennen die Forscher das.

Aber die Zellen können noch weitaus mehr: Werden sie zum Beispiel in einen Beinstumpf gepflanzt, der gerade im Begriff ist, ein neues Bein auszubilden, so verwandeln sich die Herzmuskelzellen in Skelettmuskelzellen. »Wir haben die Zellen vorher eingefärbt«, sagt Borchardt. Das macht die Forscher sicher, dass es sich bei den Zellen des neuen Beins tatsächlich um ehemalige Herzmuskelzellen handelt.

Doch was den Heilungsprozess einleitet, wie die Zellen miteinander kommunizieren und woher sie eigentlich wissen, in was sie sich verwandeln müssen - all das wissen die Forscher noch nicht.

100 000 Erbgutsequenzen aus dem Molchherz haben sie bereits untersucht und dabei über hundert Gene gefunden, deren Aktivität sich bei der Regeneration verändert. Die Ergebnisse haben sie in einer Datenbank abgespeichert. »Nun müssen wir herausfinden, wie stark die einzelnen Gene an dem Regenerationsprozess beteiligt sind und ob man sie auch im menschlichen Körper finden kann«, sagt Braun.

In Zukunft will er vermehrt mit dem Magnetresonanztomografen arbeiten - und die lebenden Tiere beim Selbstheilen beobachten. »Ab April wird sich in unserem Institut außerdem eine weitere Forschergruppe mit dem Thema Regeneration befassen«, sagt Braun. Dann sollen in Bad Nauheim andere Tiere als Lehrmeister dienen: Zebrafische. KATRIN SCHMIEDEKAMPF

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