Tissue Engineering

Seide als Gerüst für Herzgewebe

Bad Nauheim - 02.02.2012, 10:32 Uhr


Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim ist es nun gelungen, an einem dreidimensionalen Gerüst aus der Seide einer tropischen Raupe Herzmuskelzellen anzusiedeln. Damit können sie künstliches Herzgewebe herstellen.

Einen geschädigten Herzmuskel kann der Mensch nicht regenerieren, abgestorbene Herzzellen sind unwiederbringlich verloren. An die Stelle der Muskelzellen tritt Narbengewebe.

Als einen Ansatz für eine spätere Therapie verfolgen Wissenschaftler deshalb das Ziel, im Labor Ersatzgewebe zu züchten, mit denen dann einem Ersatzteil gleich der geschädigte Herzmuskel repariert werden könnte. Eine Herausforderung ist dabei die Rekonstruktion einer dreidimensionalen Struktur. Deshalb wurde in der Vergangenheit mit einer Vielzahl von Materialien experimentiert, die als Gerüstsubstanz für die Ansiedlung von Herzmuskelzellen dienen sollten. Alle getesteten Fasern, gleich ob natürlichen oder künstlichen Ursprungs, hatten jedoch gravierende Nachteile. Entweder waren sie zu spröde, sie wurden vom Immunsystem attackiert oder die Herzmuskelzellen wollten sich nicht recht auf den Fasern ansiedeln.

Im indischen Kharagpur sind die Wissenschaftler nun fündig geworden. An der dortigen Universität werden aus den Kokons des Tussaseidenspinners (Antheraea mylitta) münzgroße Scheiben hergestellt. Die Faser des Tussaseidenspinners hat im Vergleich zu anderen Substanzen mehrere Vorteile. Die Oberfläche besitzt Proteinstrukturen, die eine Anheftung von Herzmuskelzellen erleichtert. Sie ist auch rauer als andere Seidenfasern. Das ist der Grund, weshalb die Muskelzellen gut anwachsen und einen dreidimensionalen Gewebeverband bilden konnten. Die Kommunikation der Zellen war intakt, sodass sie über einen Zeitraum von 20 Tagen synchron schlugen, ganz wie im echten Herzmuskel.

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse steht eine klinische Anwendung aber derzeit nicht auf der Agenda. Die Studie wurde mit Rattenzellen durchgeführt. Das Problem, ausreichend menschliche Herzzellen als Ausgangsmaterial zu erhalten, ist derzeit noch nicht gelöst. Dabei könnten Stammzellen des Patienten selbst als Ausgangsmaterial dienen. Noch ist aber völlig unklar, wie deren Umwandlung in Herzmuskelzellen funktioniert.

Literatur: Patra, C., et al.: Biomaterials 2012;33(9):2673-80


Dr. Bettina Hellwig