Ein Pflaster fürs Herz: Diese implantierte Flicken können krankes Herzgewebe ersetzen
Herz- Kreislauferkrankungen, allen voran Herzversagen, gehören weltweit zu den häufigsten Todesursachen. Fortgeschrittene Schäden am Herz können nicht geheilt werden. In Kombination mit einem Mangel an Spenderherzen führt dies zu einer hohen Sterblichkeit. Auch andere Behandlungsmethoden wie etwa künstliche Herzen oder externe Pumpen sind nicht nur sehr teuer, sondern auch nicht unbegrenzt verfügbar. Forscher:innen haben nun eine Art Gewebeflicken entwickelt, der aus Stammzellen gezüchtet wird und künftig zur Behandlung von Menschen mit schwerer Herzschwäche verwendet werden könnten. Dieses „Herzpflaster“ soll in der Lage sein, den geschädigten Herzmuskel zu stärken und zu reparieren. Der Gewebeflicken wurde bereits an einem Menschen getestet.
Gewebepflaster auf Stammzellenbasis
Die Transplantation von Herzmuskelzellen könnte mittelfristig zu einer alternativen Behandlungsmethode für Herzschwäche werden. Wenn dabei Stammzellen verwendet würden, die aus Zellen des Patienten gezüchtet wurden, wäre auch eine Abstoßung des Gewebes unwahrscheinlicher. Bisher gelang es jedoch nicht, eine verlässliche derartige Behandlungsmethode zu entwickeln, die ohne deutliche Nebenwirkungen auskommt.
Einem Team um Ahmad-Fawad Jebran von der Universitätsmedizin Göttingen ist es nun gelungen, diese Methode weiterzuentwickeln. Sie verwendeten dabei aus adulten Zellen gezüchtete pluripotente Stammzellen. Diese können sich theoretisch zu jeder beliebigen Körperzelle entwickeln. Die Forscher:innen brachten die Stammzellen durch den Einsatz spezieller Nährlösungen und Botenstoffe dazu, zu Herzmuskel- und Bindegewebszellen auszudifferenzieren.
Die so gewonnenen Zellen kombinierte das Team dann mit einem Kollagen-Hydrogel, um Gewebestücke zu züchten. Diese „Gewebeflicken“ können dann wie eine Pflaster auf dem Herzen platziert werden und ersetzen dort defektes oder totes Gewebe. Dabei besteht ein einzelnes dieser Pflaster aus 40 bis 200 Millionen Zellen.
Erste Tests liefen erfolgreich – auch an Menschen
In einem Experiment mit 14 Rhesusaffen mit einer Herzkrankheit testeten die Forscher:innen ihren neuen „Gewebeflicken“. Dabei zeigte sich, dass die Herzpflaster nach drei bis sechs Monaten die Herzwand der Affen deutlich sichtbar verdickten, was ein Hinweis darauf darstellt, dass der Herzmuskel durch die Implantation aufgebaut wurde. Und auch die Herzleistung der Tiere verbesserte sich, was sich in besserer Funktion und Pumpleistung ausdrückte. Dabei zeigten sich keine Nebenwirkungen wie etwa Arrhythmien oder Tumore.
„ Wir konnten im Tiermodell zeigen, dass die Implantation von Herzpflastern zum dauerhaften Aufbau des Herzmuskels bei Herzinsuffizienz geeignet ist„, so Wolfram-Hubertus Zimmermann, Seniorautor der Studie.
Die Forscher:innen testeten den Gewebeflicken außerdem auch an einem menschlichen Herzen. Dafür implantierten sie ein aus körperfremden menschlichen pluripotenten Stammzellen gezüchtete Gewebestück in einen Patienten, der unter einem fortgeschrittenen Herzversagen litt. Dessen Herz entwickelte durch die Behandlung neue Muskelzellen und hatte anschließend wieder mehr Kraft.
„Unsere Arbeit belegt erstmalig, dass Herzmuskelreparatur durch Herzmuskelwiederaufbau auch im Menschen möglich ist. Erstmals konnten wir den Aufbau echter Herzmuskulatur am menschlichen Herzen beobachten. Die erfolgreiche Behandlung zeigt, dass wir mit dem Herzpflaster auf dem richtigen Weg sind„, erläutern die Wissenschaftler:innen.
Aktuell läuft eine klinische Studie, in der die Methode überprüft und erprobt wird. In dieser soll gezeigt werden, wie gut die Gewebepflaster gegen Herzinsuffizienz helfen. Sie soll 53 Proband:innen haben. Im Rahmen der Studie wurden bereits 15 Patient:innen behandelt. Deren Daten sollen bis Ende 2025 vorliegen. Falls die Ergbnisse weiterhin vielversprechend bleiben, soll die Methode in weiteren Studien untersucht werden. In Zukunft könnten Menschen mit schwerer Herzinsuffizienz dann solche „Gewebepflaster“ dauerhaft implantiert bekommen. Die Behandlung könnte in manchen Fällen gar eine Alternative zu einer Herztransplantation sein.
