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Regenerative Therapie für das Herz

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in den Industrienationen. Eine europäische Studie untersuchte die Machbarkeit der Verbesserung der Vaskularisierung eines infarzierten Myokards durch die Transplantation von aus Stammzellen differenzierten Zellen.
Regenerative Therapie für das Herz
Humane embryonale Stammzellen (hESC) bilden eine unbegrenzte Quelle zur Erzeugung des jeweils gewünschten Zelltyps, so auch von Kardiomyozyten, durch kontrollierte Differenzierung. Dies macht sie zu einem unschätzbar wertvollen Instrument für die regenerative Medizin.

Eine direkte Injektion von Kardiomyozyten aus hESC in das infarzierte Myokard erbrachte nur wenig funktionelle Erholung des Myokards. Dies war auf die ineffiziente Einbindung der injizierten Zellen zurückzuführen, es gab aber auch Hinweise darauf, dass die transplantierten Zellen in der Lage waren, neues Gewebe zu bilden.

Für eine bessere Erhaltung und Lebensfähigkeit der Kardiomyozyten plante das von der EU finanzierte Projekt HEARTREGENERATION, die Zellen in ein injizierbares bioaktives Gel einzubetten. Vorausgehende Arbeiten an nackten Mäusen hatten gezeigt, dass die Mischung von Zellen aus glatter Muskulatur und Endothelzellen zur Bildung neuer Gefäße führte. Während der HEARTREGENERATION-Studie bewerteten die Forscher das Potenzial einer Transplantation von Kardiomyozyten aus hESC und Gefäßzellen in Form von Gel an einem Myokardinfarkt-Tiermodell.

Parameter wie Gefäßneubildung und funktionelle Erholung des Myokards wurden ausgewertet. Es wurde ein Metalloproteinase-reaktives Hydrogel mit synthetischer Matrix erzeugt, das die Bindung von Endothelzellen und die Bildung eines gefäßartigen Netzes förderte. Die Verwendung dieses Trägermaterials zur Injektion von Endothelzellen und Zellen glatter Muskulatur in das infarzierte Herz führte zu einer Verbesserung der Kontraktionsfähigkeit.

Um das Ergebnis der Zelltransplantation zu verbessern, untersuchten die Forscher den Einsatz eines endothelialen Wachstumsfaktors bei Verwendung einer 3D-Matrix. Ferner kennzeichneten sie Zellen mit Nanopartikeln, um ihr Schicksal nicht-invasiv mithilfe der Magnetresonanzbildgebung zu verfolgen.

Insgesamt lieferte das Projekt HEARTREGENERATION den experimentellen Nachweis, dass die Zelltransplantation in einer Matrix einen brauchbaren Ansatz für die Regeneration des Herzens darstellt. Obwohl die untersuchte Strategie noch klinisch bestätigt werden muss, bietet sie eine viel versprechende Alternative zur Wiederherstellung der Gefäße im infarzierten Herzen.

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