Zelluläre Ersatztherapie am Herzmuskel

Ischämische Herzerkrankungen werden im Wesentlichen verursacht durch einen funktionellen Verlust an Herzmuskelgewebe. Während verschiedene menschliche Organe wie die Haut oder der Skelettmuskel die Fähigkeit zur Regeneration besitzen, ist das Herz nur bedingt in der Lage, neue Herzzellen zu generieren. Es wäre allerdings denkbar, ihre Funktion im Wege der zellulären Ersatztherapie wiederherzustellen. Hierzu müssen geeignete Zellen gefunden werden, die neben vielen anderen Voraussetzungen kontraktile Eigenschaften zeigen, um die verminderte Pumpfunktion zu verbessern, und mit den nativen Herzzellen elektrisch koppeln, damit eine adäquate Reizweiterleitung stattfinden kann.

Hierzu wurden bisher bereits viele verschiedene Zelltypen in Tiermodellen getestet. Fleischmann referierte die Erkenntnisse hinsichtlich adulter Knochenmarkzellen und embryonaler Stammzellen.

Adulte Stammzellen haben im Körper natürlicherweise die Funktion, bestimmte Gewebe laufend zu regenerieren oder Gewebe nach kleineren Verletzungen wiederherzustellen. Sie besitzen zwar wie alle Stammzellen die Fähigkeit, sich selbst zu reproduzieren, sind jedoch in ihrem Differenzierungspotenzial eingeschränkt. Untersuchungen zufolge bringen sie wesentliche, für die Zellersatztherapie am Herzmuskel erforderliche Eigenschaften offenbar nicht mit: So sind sie nicht in der Lage zur Transdifferenzierung, und offenbar sind sie auch nicht dazu befähigt, die notwendigen kardialen Funktionen auszubilden. Ihre Eignung muss daher bezweifelt werden.

Die Transplantation von Herzmuskelzellen, die aus embryonalen Stammzellen abgeleitet werden, ist eine weitere Option, die derzeit erforscht wird. Allerdings erfordert die Kultivierung der Zellen eine sorgsame Aufreinigung, denn sie entwickeln sich teilweise zu anderen Gewebetypen oder bleiben undifferenziert. Nach der Transplantation kommt es aufgrund der hohen Proliferationsrate und der Pluripotenz der embryonalen Stammzellen zur Bildung aggressiver Tumoren. Es mussten daher gentechnische Methoden entwickelt werden, die eine Isolation reiner Populationen differenzierter Herzzellen ermöglichen. Studien an Tiermodellen haben bereits gezeigt, dass transplantierte embryonale Kardiomyozyten in gesunden Herzen anwachsen und reifen können und dann eine Verbesserung der Herzfunktion bewirken.

Da es sich um spontan schlagende Zellen handelt, darf die Frage möglicher unerwünschter elektrischer Kopplungen und deren therapeutischer Konsequenzen nicht außer Acht gelassen werden. Es hat sich jedoch bereits herausgestellt, dass embryonale Kardiomyozyten keine Arrhythmien auslösen. So scheinen embryonale Stammzellen gegenüber den adulten Knochenmarkzellen mehr Erfolg zu versprechen.