Bio-Schrittmacher Stammzellen lassen Herzen im Takt schlagen
Menschliche Stammzellen gelten manchen Medizinern als Hoffnungsträger Nummer eins bei der Therapie von Herzleiden: Nach Bypass-Operationen lösten sie bereits verblüffende Regenerationseffekte aus, und mehrfach wurde in Experimenten auch eine mögliche Rolle als biologischer Schrittmacher erprobt. Forscher aus Israel und den USA sind letzterem Ziel nun einen Schritt näher gekommen: Sie konnten zeigen, dass die Stammzellen strukturelle und elektromechanische Verbindungen mit dem Herzen bilden.
Die Wissenschaftler um Lior Gepstein vom Israelischen Institut für Technologie in Haifa hatten aus menschlichen embryonalen Stammzellen Herzmuskelzellen gezüchtet und sie anschließend in Herzmuskelgewebe von neugeborenen Ratten eingepflanzt. Nach einem Tag bewegten sich menschliches und Rattengewebe synchron: Die elektrischen Reize wurden zwischen beiden Gewebetypen übertragen. Auch eine Anregung mit Elektroden in nur einer Gewebeart aktivierte beide Gewebearten synchron, berichten die Forscher im Fachmagazin "Nature Biotechnology" (Online-Vorabveröffentlichung).
In einem weiteren Experiment spritzten die Forscher die Stammzellen in die linke Herzkammer von Schweinen. Bei den Tieren hatten sie zuvor den Herzschlag künstlich verlangsamt, indem sie die elektrische Reizweiterleitung im Herzen an der Schnittstelle zwischen dem Vorhof und den Herzkammern, dem so genannten Atrioventrikulär-Knoten, blockierten. Ein Defekt an dieser Stelle macht beim Menschen in vielen Fällen einen Herzschrittmacher notwendig.
Nach wenigen Tagen konnten die Mediziner per EKG Änderungen im Herzschlag der Schweine feststellen: Die eingespritzten Stammzellen korrigierten den künstlich verursachten Defekt teilweise. Mit elektrophysiologischen und pathologischen Untersuchungen bestätigten die Forscher, dass die Stammzellen die Verbesserung verursacht hatten.
Unklar ist jedoch, ob die Stammzellen die Herzaktivität direkt wieder herstellen oder die verbliebenen Herzmuskelzellen stimulieren. So könnten sie etwa bestimmte Substanzen ausschütten oder elektrische Reize übertragen, welche die ursprünglichen Herzzellen aktivieren. Die Wissenschaftler äußerten dennoch die Hoffnung, dass die Stammzellen eines Tages die Therapie mit herkömmlichen Herzschrittmachern ergänzen oder sogar als biologische Herzschrittmacher fungieren können.
