Hoffnungsschimmer für kranke Herzen: Wissenschaftler des Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim experimentieren derzeit mit Seidenfäden einer tropischen Raupe – das Drüsensekret des Tusaseidenspinners (Antheraea mylitta) soll als Gerüst dienen, auf dem die Forscher neue Herzzellen züchten. Sie könnten dann durch einen Infarkt vernarbte Herzwände erneuern. Ein Vorgang, der bislang unmöglich ist.

„Wie kaum ein anderes Organ ist das menschliche Herz auf Leistung und Effizienz getrimmt“, erklären die MPI-Wissenschaftler ihren Ansatz. Über Jahrzehnte pumpt das Organ unablässig Blut durch den Körper. „Der Preis für diese Leistungsoptimierung ist hoch“, wissen die Forscher: „Im Laufe der Evolution wurden fast alle körpereigenen Regenerationsmechanismen am Herz abgeschaltet. Ein Herzinfarkt wird dadurch zu einem einschneidenden Ereignis für Patienten. Abgestorbene Herzzellen sind unwiederbringlich verloren.“

Ein dauerhafter Verlust von Pumpleistung und Lebensqualität ist die Folge.

Als Ansatz für eine spätere Therapie verfolgen die Wissenschaftler deshalb das Ziel, im Labor Ersatzgewebe zu züchten, mit denen dann einem Ersatzteil gleich der geschädigte Herzmuskel repariert werden könnte.

Als Herausforderung stellt sich dabei die Rekonstruktion einer dreidimensionalen Struktur dar. „Alle getesteten Fasern, gleich ob natürlichen oder künstlichen Ursprungs, hatten gravierende Nachteile“, sagt Felix Engel, Leiter einer Forschergruppe am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. „Entweder waren sie zu spröde, sie wurden vom Immunsystem attackiert oder die Herzmuskelzellen wollten sich nicht recht auf den Fasern ansiedeln.“ Im indischen Kharagpur sei man nun fündig geworden.

An der dortigen Universität werden aus den Kokons des Tusaseidenspinners Centstück große Scheiben hergestellt. Für Chinmoy Patra, der aus Indien stammt und Mitarbeiter in Engels Labor ist, hat die Faser des Tusaseidenspinners 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 sei 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“, so Engel.

Bis in den OP ist’s noch ein weiter Weg. Trotz der viel versprechenden Ergebnisse steht eine klinische Anwendung derzeit nicht auf der Agenda. „Anders als in unserer Studie, die wir mit Rattenzellen durchgeführt haben, ist das Problem, ausreichend menschliche Herzzellen als Ausgangsmaterial zu erhalten, noch nicht gelöst“, sagt Engel. Um keine Immunreaktion zu provozieren, stelle man sich vor, dass Stammzellen des Patienten selbst als Ausgangsmaterial dienen könnten. Noch sei aber völlig unklar, wie deren Umwandlung in Herzmuskelzellen funktioniere.

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