US-amerikanische Forscher haben in der lebenden Maus Herzzellen umprogrammiert. Aus Bindegewebszellen machten sie schlagende Herzmuskelzellen, berichten sie im Fachmagazin „Nature“. Die neuen Zellen seien voll funktionsfähig und fügten sich hervorragend in den bestehenden Herzmuskel ein. So habe sich der Schaden eines Herzinfarktes beim Versuchstier innerhalb von drei Monaten teilweise ausbessern lassen, heißt es in der Studie. „Erwachsenes Herzgewebe mit körpereigenen Zellen wiederherzustellen, ist ein vielversprechender Ansatz, um Herzkrankheiten zu behandeln“, schreiben die Forscher.
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Die Hälfte aller Herzzellen sind Bindegewebszellen. Mit der Stammzelltherapie lassen sie sich auf Erbgutebene direkt in Muskelzellen umprogrammieren, ohne den Umweg über pluripotente Stammzellen zu gehen, schreiben die Forscher um Li Qian vom Gladstone Institute of Cardiovascular Disease in San Francisco.
Die Umprogrammierung von Zellen über den Umweg der pluripotenten Stammzellen ist mit Gefahren verbunden: Solche Zellen können sich zwar zu allen Körperzelltypen weiterentwickeln, aber sie entarten auch leicht zu Krebszellen, die unkontrolliert wuchern. Inzwischen lässt sich eine spezialisierte Körperzelle aber auch direkt in eine andere Körperzelle umwandeln. Wie die jetzigen Versuche der Forscher zeigen, funktioniert das nicht nur in der Laborschale, sondern auch im lebenden Tier.
Eine Spritze mit Viren reicht
Um die Zellen umzuprogrammieren, brauchte es nach Angaben der Forscher drei sogenannte Transkriptionsfaktoren – das sind Eiweiße, die auf Erbgutebene die Aktivität von Genen steuern. Um die Erbinformation über diese Eiweiße an die richtige Stelle zu liefern, griffen die Forscher zu Viren, die das Erbgut enthielten. Die Wissenschaftler spritzen die Viren direkt in den Herzmuskel der erwachsenen Mäuse. Die Viren bauten das Erbgut für die Transkriptionsfaktoren dann in die Bindegewebszellen ein.
Wie das natürliche Pendant
Der Großteil der umprogrammierten Herzmuskelzellen bildete die für ihre Zellart typischen Verbindungsstrukturen aus, berichten die Forscher. Damit binden sich die Herzmuskelzellen fest aneinander und geben Stromstöße weiter. Die Verbindungen stellen sicher, dass sich das Herz als Ganzes gleichzeitig zusammenzieht und effektiv Blut pumpen kann. Wie das Forscherteam um Li Qian außerdem schreibt, zog sich etwa jede zweite umprogrammierte Herzmuskelzelle wie ihr natürliches Pendant auf einen elektrischen Reiz hin zusammen, konnte das Herz also zum Schlagen bringen.
Wenn die Forscher bei den Versuchstieren einen künstlichen Herzinfarkt herbeiführten und einigen von ihnen anschließend die Viren in den Herzmuskel spritzen, ließ sich eine deutliche Verbesserung der Herzfunktion feststellen, heißt es in „Nature“: Drei Monate nach der Injektion konnten die Herzen der stammzelltherapierten Tiere mehr Blut pumpen als die der unbehandelten Artgenossen. „Die verbesserte Herzfunktion lässt sich dadurch erklären, dass ein kleiner Prozentsatz an Bindegewebszellen in neue herzmuskelartige Zellen umgewandelt wurden“, schreiben die Forscher.
(doi: 10.1038/nature11044)
(Nature, 19.04.2012 – DOS)
