Kardiale Vorläuferzellen bilden nach Herzversagen gesundes Gewebe

Ein Reparaturprogramm fürs Herz

Wie lässt sich bei Herzversagen die Funktionsfähigkeit dieses Organs wiederherstellen? Mit dieser Frage beschäftigen sich Forschungsgruppen überall auf der Welt – schließlich sterben nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO jedes Jahr fast 18 Millionen Menschen durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Eine mögliche Antwort könnte eine Therapie mit angereicherten ventrikularen kardialen Vorläuferzellen aus humanen pluripotenten Stammzellen (HVPs), sein. Diesen Ansatz hat ein internationales Team der Technischen Universität München (TUM) und ihres Universitätsklinikums rechts der Isar, des schwedischen Karolinska Institutet, des Biotech-Start-ups Procella Therapeutics und des Biopharma-Unternehmens AstraZeneca in einer Studie untersucht, die im Fachmagazin „Nature Cell Biology“ erschienen ist.

Bei vielen Herzerkrankungen sterben Herzmuskelzellen und Blutgefäße ab. Stattdessen bilden sich Fibrosen, Ansammlungen von Narbengewebe, die das Herz zusätzlich beeinträchtigen. Die Körper von einigen Tieren, insbesondere von Amphibien und Fischen, können solche Schäden reparieren. Das Herz eines erwachsenen Menschen ist dazu jedoch fast gar nicht in der Lage. Ein experimenteller Ansatz, um zerstörtes Herzgewebe wiederherzustellen, sind Stammzelltherapien. In früheren Studien wurden unter anderem mit aus Stammzellen entwickelten Herzzellen, genauer: Kardiomyozyten, experimentiert. Hierbei kam es aber häufig zu Nebenwirkungen wie unregelmäßigem Herzschlag und tödlichen Herzrhythmusstörungen.

Das Team um Karl-Ludwig Laugwitz, Professor für Kardiologie an der TUM, setzt hingegen auf kardiale Vorläuferzellen – die HVPs. Diese Zellen sind maßgeblich bei der Bildung des Herzens beteiligt. Aus ihnen differenzieren sich nach und nach die unterschiedlichen Zelltypen des Herzmuskels, darunter auch Kardiomyozyten. Dem Forschungsteam ist es gelungen, große Mengen solcher kardialen Vorläuferzellen aus menschlichen embryonalen pluripotenten Stammzellen herzustellen. „Wir sehen hier das Resultat von zwei Jahrzehnten Forschung, in denen wir nach der ‚idealen Zelle‘ gesucht haben, um den Herzmuskel wieder aufzubauen“, sagt Kenneth R. Chien, Professor für Kardiovaskuläre Forschung am Karolinska Insitutet.

In den kommenden Monaten und Jahren wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse zu einer Therapie für Herzpatientinnen und -patienten weiterentwickeln. Ein wichtiger Zwischenschritt ist die Entwicklung von sogenannten hypoimmunogenen Linien von HVPs. Bislang muss das Immunsystem des Empfängers der Zelltherapie außer Kraft gesetzt werden, damit das Immunsystem die Zellen nicht zerstört. Durch hypoimmunogene Zellen könnte dieser Schritt überflüssig werden, da sie vom Körper nicht als fremd angesehen würden. In weiteren Studien sollen diese hypoimmunogene Zellen und mögliche Nebenwirkungen erforscht werden. Ziel ist es, innerhalb der nächsten zwei Jahre mit klinischen Studien zum therapeutischen Einsatz von HVPs zu beginnen.

„Die neuen Erkenntnisse zum therapeutischen Einsatz von kardialen Vorläuferzellen sind ein Meilenstein in der Behandlung von Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz“, sagt Prof. Karl-Ludwig Laugwitz. „Insbesondere ältere Betroffene mit Begleiterkrankungen, für die schwerwiegende Herzoperationen eine zu große Belastung wären, könnten von einer Behandlung mit kardialen Vorläuferzellen profitieren.“