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Development of cardiomyocyte replacement strategy for the clinic

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Zelltherapie für Herzkrankheiten

Die regenerative Medizin entwickelt sich zu einem vielversprechenden Ansatz für die Wiederherstellung geschädigten Gewebes bezüglich Struktur und Funktion, insbesondere für die ischämische Herzkrankheit. Bei einem ischämischen Schlaganfall wird der Blutfluss zum Herzen eingeschränkt oder ganz verhindert, was zur irreversiblen Nekrose des betroffenen Herzmuskels (auch Myokard genannt) führt.

Gesundheit

Die Krankheitsbilder von Patienten nach einem solchen Herzanfall deuten darauf hin, dass sich das Herz nach der Verletzung nur wenig bis gar nicht reparieren kann. In einer Reihe von klinischen Studien zum Potenzial von Knochenmarkzellen, den Herzmuskel zu regenerieren, ergab sich leider nur eine minimale funktionelle Verbesserung. Dies unterstreicht die Notwendigkeit für alternative Behandlungsstrategien, die sich auf die Regeneration oder der Ersatz des verletzten Myokards stützen. Hieraufhin wandten sich die Wissenschaftler des EU-geförderten Projekts CARDIOCELL ("Development of cardiomyocyte replacement strategy for the clinic") der Erforschung von pluripotenten und adulten Herzstammzellen zu. Ihr Ziel war es, wichtige Signalwege für die Differenzierung dieser Zellen auf der Herzmuskel-Zelllinie zu identifizieren. Die Entwicklung des Säugerherzmuskels wurde an einem Mausmodell untersucht. Auf diesem Weg identifizierten die Forscher Transkriptionsfaktoren (Islet1, FGF10) und Signalwege (FGF, BMP), die wichtig für die Herzentwicklung sind. Arbeiten an vom Herzen abgeleiteten Progenitor- und Stammzellen führten zur Identifizierung von Markern (CD36, N-Cadherin, ATP1B1) und Verfahren für ihre Aufreinigung. Mithilfe der Radiokarbondatierung (C-14) wurde die Fähigkeit von menschlichen Kardiomyozyten zur Regeneration bewertet, da mit dieser Methode organische Moleküle wie DNA bis zu ein Jahr zurück datiert werden können. Das Durchschnittsalter von Herzmuskelzellen war sechs Jahre jünger als das Individuum, was darauf deutet, dass sich diese Zellen im Erwachsenenalter regeneriert haben. Mithilfe mathematischer Modellierung konnten die Partner schätzen, dass sich Herzmuskelzellen jährlich mit 2% bei jüngeren und weniger als 1% bei älteren Menschen regenerieren. Das Konsortium erforschte auch neue Strategien für den therapeutischen Ersatz von Herzmuskelzellen bei der ischämischen Herzerkrankung. Anhand des Mäuseherzens konnte eine Zellpopulation mit stammzellenähnlichen Eigenschaften isoliert und für eine lange Zeit in Kultur vermehrt werden. Auch die Möglichkeit einer Myokard-Prothese wurde in Erwägung gezogen: hierbei unterstützen synthetische Matrizen das Wachstum und die Funktion von Herzmuskelzellen. CARDIOCELL lieferte wertvolle Informationen, die neue Wege für therapeutische Interventionen nach einem Herzinfarkt öffnen. Die vorgeschlagenen Quellen für die Zellen gelten als sicher für die Transplantation und man ist zuversichtlich, die Prognose für Patienten mit ischämischer Krankheit verbessern zu können.

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