Herzvorläuferzellen bilden nach einem Herzinfarkt gesundes Gewebe

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Nach einem Herzinfarkt ist der menschliche Körper nicht in der Lage, verlorenes Gewebe zu reparieren, da das Herz nicht in der Lage ist, neue Muskeln zu bilden. Die Behandlung mit Herzvorläuferzellen könnte jedoch zur Bildung funktionsfähiger Herzzellen an verletzten Stellen führen. Dieser neue Therapieansatz wird von einem internationalen Team in eingeführt Natur Zellbiologie. Ziel ist es, innerhalb der nächsten zwei Jahre mit klinischen Studien zu beginnen.

Wie kann die Herzfunktion nach a wiederhergestellt werden? Herzattacke? Mit geschätzten 18 Millionen Todesfällen aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen pro Jahr nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist dies weltweit Gegenstand der Forschung. Eine mögliche Antwort könnte die Behandlung mit einem angereicherten Pool humaner pluripotenter Stammzellen abgeleiteter ventrikulärer Vorläufer, kurz HVPs, sein. Ein internationales Team bestehend aus der Technischen Universität München (TUM) und ihrem Universitätsklinikum rechts der Isar, dem schwedischen Karolinska Institutet, dem schwedischen Biotech-Startup Procella Therapeutics und dem biopharmazeutischen Unternehmen AstraZeneca hat diesen Ansatz in einer in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie untersucht Natur Zellbiologie.

Viele Herzerkrankungen führen zum Tod von Herzmuskelzellen und Blutgefäßen. Sie werden durch fibrotisches Narbengewebe ersetzt, was zu einer weiteren Verschlechterung der Herzfunktion führt. Einige Tiere, insbesondere Amphibien und Fische, können solche Schäden reparieren – eine Fähigkeit, die im Herzen eines erwachsenen Menschen fast vollständig fehlt. Ein experimenteller Ansatz zur Wiederherstellung von verlorenem Herzgewebe ist die Stammzelltherapie. Frühere Studien haben die Verwendung von gezüchteten Herzzellen eingeschlossen Stammzellen, speziell: Kardiomyozyten. Allerdings traten häufig Nebenwirkungen wie unregelmäßiger Herzschlag und tödliche Herzrhythmusstörungen auf.

Herzvorläuferzellen statt differenzierter Herzzellen

Das Team um Karl-Ludwig Laugwitz, Professor für Kardiologie an der TUM, untersucht dagegen menschliche ventrikuläre Vorläuferzellen. Diese Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Bildung des Herzens während der Entwicklung. Im Laufe der Zeit differenzieren sie sich in die verschiedenen Zelltypen des Herzens, darunter auch Kardiomyozyten. Dem Team ist es gelungen, eine große Anzahl solcher HVPs aus humanen embryonalen pluripotenten Stammzellen herzustellen. “Dies stellt den Höhepunkt von zwei Jahrzehnten unserer Arbeit dar, die versucht, die ideale Zelle für den Wiederaufbau des Herzens zu finden”, sagt Kenneth R. Chien, Professor für Herz-Kreislauf-Forschung am Karolinska Institutet.

Komplexe molekulare Mechanismen

Mit diesen Zellen untersuchten die Wissenschaftler die komplexen molekularen Prozesse, die an der Reparatur geschädigter Bereiche des Herzmuskels beteiligt sind. „In Laboruntersuchungen konnten wir zeigen, wie HVPs geschädigte Regionen im Herzen gewissermaßen aufspüren, an Verletzungsstellen wandern und zu funktionierenden Herzzellen heranreifen können. Außerdem verhindern sie durch Übersprechen aktiv die Bildung von Narbengewebe mit Fibroblasten, wie wir die Zellen nennen, die das strukturelle Gerüst für das nicht funktionsfähige Bindegewebe bilden“, sagt Prof. Laugwitz, der die Erste Medizinische Abteilung des Klinikums rechts der Isar der TUM leitet.

Erfolgreiche Behandlung von Schweineherzen

Im nächsten Schritt untersuchte das interdisziplinäre Team an Schweinen die Wirksamkeit der Behandlung eines geschädigten Herzens mit HVPs. Physiologisch sind Schweineherzen denen des Menschen recht ähnlich. Daher werden Versuche mit Schweinen oft erst kurz vor Studienbeginn durchgeführt menschliche Patienten. Die Ergebnisse zeigen, dass Herzschäden auch bei großen Tieren zuverlässig repariert werden können, ohne dass schwerwiegende Nebenwirkungen beobachtet werden. „Die Behandlung zeigte erfolgreich die Bildung von neuem Herzgewebe und vor allem eine verbesserte Herzfunktion und weniger Narbengewebe“, sagt Dr. Regina Fritsche-Danielson, Leiterin der Forschung und frühen Entwicklung bei AstraZeneca.

Die Forscher streben an, innerhalb der nächsten zwei Jahre mit klinischen Studien zu beginnen

In den kommenden Monaten und Jahren wollen die Wissenschaftler ihre aktuellen Forschungsergebnisse umsetzen, um eine Therapie für Herzpatienten zu entwickeln. Ein wichtiger Zwischenschritt ist die Entwicklung hypoimmunogener HVP-Linien. Derzeit ist es notwendig, das Immunsystem des Empfängers zu inaktivieren, um zu verhindern, dass es die Zellbehandlung zerstört. Hypoimmunogene Zellen würden diesen Schritt überflüssig machen, da sie für den Empfänger nicht als Fremdkörper identifiziert würden. Weitere Forschungen zu Hypoimmunogenen werden durchgeführt Zellen und mögliche Nebenwirkungen. Ziel ist der Start klinische Studien über den therapeutischen Einsatz von HVPs innerhalb der nächsten zwei Jahre.

„Die neuen Erkenntnisse zum therapeutischen Einsatz von HVPs stellen einen Meilenstein in der Behandlung verschiedenster Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz dar“, sagt Prof. Karl Ludwig Lauwitz. “Besonders ältere Patienten mit Koexistenzbedingungen, für wen groß Herz eine Operation eine Überbelastung darstellen würde, würde eine Behandlung mit HVPs zugute kommen.“


Forscher entdecken einen unerwarteten Regulator der Herzreparatur


Mehr Informationen:
Christian Kupatt, Migrations- und Antifibroseprogramme definieren das regenerative Potenzial menschlicher Herzvorläufer, Natur Zellbiologie (2022). DOI: 10.1038 / s41556-022-00899-8. www.nature.com/articles/s41556-022-00899-8

Louk Theodoor Timmer et al, Definition der Wege der Herzregeneration, Natur Zellbiologie (2022). doi: 10.1038 / s41556-022-00914-y, www.nature.com/articles/s41556-022-00914-y

Zur Verfügung gestellt von
Technische Universität München

Zitat: Herzvorläuferzellen erzeugen gesundes Gewebe nach einem Herzinfarkt (2022, 12. Mai), abgerufen am 13. Mai 2022 von https://medicalxpress.com/news/2022-05-cardiac-progenitor-cells-healthy-tissue.html

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