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Bioaktive Implantate zur Herzregeneration

Herzinsuffizienz (heart failure, HF) ist eine der häufigsten Krankheiten in den modernen Industriestaaten. Ein EU-finanzierter Laborverbund entwickelte eine neue Stammzelltherapie, die nach einem Myokardinfarkt (Herzinfarkt) die Bildung von Narbengewebe reduzieren kann.
Bioaktive Implantate zur Herzregeneration
Eine Herzinsuffizienz beginnt meist mit einer Herz-Kreislauf-Erkrankung, die bis zum Herzinfarkt führen kann, bei dem das Herzmuskelgewebe großflächig vernarbt. Therapeutische Strategien sollen Umbauprozesse im Herzen und eine ventrikuläre Dilatation vermeiden und durch strukturelle Unterstützung eine effektive Kontraktion der Herzmuskelzellen gewährleisten.

Im Rahmen derzeitiger Therapien werden Herzmuskel- oder Stammzellen an infarktgeschädigte Herzkammern transplantiert, um die Bildung neuen Herzmuskelgewebes anzuregen. Die meisten der implantierten Zellen sterben jedoch kurz nach der Transplantation aufgrund von Sauerstoffmangel im geschädigten Herzmuskel ab.

Hauptaufgabe des EU-finanzierten Forschungsprojekts RECATABI (Regeneration of cardiac tissue assisted by bioactive implants) war die Entwicklung neuer Zelltherapien, die die Heilung des Narbengewebes nach einem Infarkt beschleunigen. Insbesondere sollte ein Prototyp für ein bioaktives Implantat (BI) für den Transport von Stammzellen in das geschädigte Herzmuskelgewebe in Schaf- und Nagermodellen entwickelt werden.

Entwickelt wurde ein bioaktives Implantat aus selbstassemblierenden Peptidnanofasern, Elastomer-Membranen und ATDSC (aus körpereigenem Fett extrahierte Stammzellen). Das mit Stammzellen bestückte bioaktive Transplantat zeichnete sich durch gutes Zellüberleben, Zellverteilung und Transport der Zellen in das ischämische Gewebe aus. An einem Klein- (Maus) und Großtiermodell (Schaf) für Herzinfarkt wurde eine Machbarkeitsstudie erfolgreich abgeschlossen, bei der die migrierenden implantierten Zellen sich in das Herzmuskelgewebe des Maus- wie auch des Schafmodells integrierten. Dies wurde durch die Analyse präkardialer Stammzellen bestätigt, die mit Reportergenen (Luziferase) bestückt waren. Die Transkriptionskontrolle erfolgte mittels eines spezifischen Promoters. An den Großtiermodellen wurde zudem demonstriert, dass eine 6-monatige Therapie mit BI nach dem Infarkt das Narbengewebe hinreichend reduzierte und die normale Größe der Herzkammer mit funktionell verbesserter Auswurffraktion wiederherstellte.

Das Konsortium stellte hierfür Patentantrag und entwickelte eine patentgeschützte Plattform (USSN 61/327,864). Mehrere Manuskripte wurden veröffentlicht oder sind noch Vorbereitung. Weiterhin nahmen die Partner im Verlauf des 3-jährigen Projekts an mehreren internationalen und nationalen Arbeitstreffen, Kongressen und Symposien teil.

RECATABI entwickelte eine Plattform für neuartige Behandlungsmöglichkeiten, um die chronische postoperative Narbenbildung zu reduzieren. Die Erwartungen sind hoch, dass das neue bioaktive Implantat auch für menschliche Patienten geeignet ist, was die Lebensqualität verbessern und die Überlebenszeit verlängern kann.

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