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23.08.2013

12:12 Uhr

Umprogrammierte Zellen

Ein Reparaturprogramm für Infarktgewebe

Ein Gen-Cocktail könnte eines Tages Herzpatienten helfen: Nach einem Infarkt entsteht an der verletzten Stelle Narbengewebe. Dieses haben Forscher mit Genen zu Zellen umprogrammiert, die Herzmuskelzellen ähneln.

Das anatomische Modell eines menschlichen Herzens: Aus sogenannten Fibrolasten könnte man direkt am Herz neue Zellen entstehen lassen. dpa

Das anatomische Modell eines menschlichen Herzens: Aus sogenannten Fibrolasten könnte man direkt am Herz neue Zellen entstehen lassen.

San FranciscoMit einem Gen-Cocktail haben US-Forscher menschliche Bindegewebszellen im Labor zu Herzmuskel-ähnlichen Zellen umprogrammiert. Mit diesem Ansatz ließe sich in Zukunft möglicherweise bei Infarktpatienten Narbengewebe in Herzmuskelzellen umwandeln, schreibt die Gruppe um Deepak Srivastava von den Gladstone Institutes in San Francisco (US-Bundesstaat Kalifornien) im Fachmagazin „Stem Cell Reports“.

Stammzellen

Adulte Stammzellen

Adulte Stammzellen finden sich unter anderem im Knochenmark. Die Zellen dort produzieren diverse Bestandteile des Blutes.

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) haben das größte Entwicklungspotenzial. Sie können alle Gewebe des Körpers bilden – bis zum vollständigen Lebewesen. Menschliche ES- Zellen werden aus überzähligen Embryonen gewonnen, die bei der künstlichen Befruchtung nicht eingesetzt wurden.

Induzierte pluripotente Stammzellen

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) werden aus Körperzellen erzeugt. Ein biochemischer Cocktail reprogrammiert die adulten Zellen, eine Art molekularer Jungbrunnen.

Geklonte Stammzellen

Geklonte Stammzellen entstehen, wenn der Kern einer Körperzelle in eine entkernte Eihülle transferiert wird. In der Hülle wird das Zellprogramm quasi auf Anfang zurückgestellt – die einst spezialisierte Körperzelle wird wieder zur Generalistin.

Nach einem Herzinfarkt sterben Herzmuskelzellen ab. An der verletzten Stelle entsteht Narbengewebe, unter anderem aus Bindegewebszellen. Diese sogenannten Fibroblasten kommen aber auch im gesunden Herzen vor. „Fibroblasten machen etwa 50 Prozent aller Zellen im Herzen aus und stellen somit einen riesigen Pool an Zellen, die eines Tages genutzt und zu neuem Muskelgewebe umprogrammiert werden könnten“, sagt Srivastava. Damit könnte man - so die Hoffnung - direkt am Herzen neue Zellen entstehen lassen, die im Rhythmus des Organs schlagen.

Im vergangenen Jahr hatten Srivastava und Kollegen Mäusen nach einem Infarkt drei Gene, kurz GMT genannt, ins Herz verabreicht, um Fibroblasten umzuwandeln. Ein Teil von diesen zog sich im Herzrhythmus mit anderen Zellen zusammen, die Infarktnarbe verkleinerte sich und die Organfunktion besserte sich leicht.

Nun testete das Team in der Petrischale, ob die Methode auch mit menschlichen Fibroblasten funktioniert. Zunächst reicherten sie den GMT-Mix mit zwei zusätzlichen Genen an und verbesserten das Ergebnis dann mit zwei weiteren Genen und einem Wachstumsfaktor. „Während sich fast alle Zellen in unserer Studie zumindest zum Teil umwandelten, waren etwa 20 Prozent in der Lage, elektrische Signale weiterzuleiten - eine der Schlüssel-Eigenschaften von schlagenden Herzzellen“, sagt Mitautor Ji-Dong Fu.

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