Stammzellen heilen Herzen – anders als gedacht - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Gesundheit+Medizin

Stammzellen heilen Herzen – anders als gedacht

Herzschäden
Nach einem Infarkt bleiben Schäden am Herzen zurück. (Bild: artoleshko/ iStock)

Die Injektion von Stammzellen gilt als vielversprechende Möglichkeit, Herzschäden nach einem Infarkt zu heilen. Doch nun enthüllt eine Studie, dass diese Behandlung ganz anders wirkt als bislang angenommen. Demnach produzieren die injizierten Stammzellen nicht etwa neue Herzmuskelzellen oder regen schon vorhandene Herzstammzellen dazu an. Stattdessen verursacht die Injektion eine lokale Entzündung, die das Immunsystem zur schnelleren Wundheilung anregt. Interessanterweise funktioniert dies aber nicht nur mit Stammzellen, sondern auch mit einer immunstimulierenden Chemikalie, wie die Forscher berichten. Gängige Vorstellungen zur Wirkungsweise der Herzstammzell-Therapien müssen daher überdacht werden.

Bisher haben schon tausende Herzinfarkt-Patienten an klinischen Studien teilgenommen, bei denen der Effekt von Stammzellen auf das geschädigte Herz untersucht wurde. Meist erfolgt dabei eine Injektion von aus adulten Zellen umgewandelten Stammzellen in die Blutbahn oder das Herz. Während sich jedoch in Tierversuchen durch solche Stammzelltherapien die Herzleistung messbar verbesserte, waren die Ergebnisse bei den menschlichen Patienten weit weniger eindeutig und oft eher enttäuschend. Außerdem gilt: „Die mechanistische Basis für diese Stammzelltherapie bleibt unklar“, erklären Ronald Vagnozzi vom Cincinnati Children’s Hospital Medical Center und seine Kollegen. Warum und wie diese Therapie im Herzen wirkt, ist demnach weitgehend bekannt.

Kein Nachwachsen von Herzmuskelzellen

Um mehr Klarheit zu schaffen, haben Vagnozzi und sein Team nun ergänzende Versuche mit Mäusen durchgeführt. Dabei testeten sie gezielt, ob es einen Unterschied macht, wo man die Stammzellen hinspritzt und auch, um was für Zellen es sich handelt. Konkret injizierten sie acht Wochen alten Mäusen nach einem induzierten Herzinfarkt entweder Vorläuferzellen von Herzzellen, Knochenmarks-Stammzellen oder eine Salzlösung. Die Injektion erfolgte entweder ins Herzinnere oder aber gezielt an die Stelle, die vom Herzinfarkt geschädigt war. Das erste Ergebnis: „Unsere Resultate zeigen, dass das injizierte Material direkt an das Gewebe nahe der Infarktregion gebracht werden muss“, berichtet Seniorautor Jeffery Molkentin vom Cincinnati Children’s Hospital. „Dies ist, wo die Heilung stattfindet.“

Die große Überraschung aber war ein zweites Ergebnis der Experimente: Entgegen den Erwartungen führte die Injektion der Stammzellen nicht zu einer Produktion von neuen Herzmuskelzellen. „Wichtig ist, dass wir keine Differenzierung der injizierten Herz- oder Knochenmarks-Stammzellen in Herzmuskelzellen oder Endothelzellen beobachtet haben“, sagen die Forscher. Auch die Aktivität der herzeigenen Muskelzellen nahm durch die Behandlung nicht zu. Das aber bedeutet, dass die Stammzelltherapie offenbar ganz anders wirkt als bislang angenommen. Denn den Ergebnissen zufolge kann die Wirkung nicht darauf beruhen, dass kaputte Herzmuskelzellen ersetzt oder repariert werden, wie die Wissenschaftler erklären.

Heilsame Immunreaktion – auch ganz ohne Stammzellen

Wie aber wirkt die Stammzell-Therapie dann? Um das herauszufinden, führten Vagnozzi und seine Kollegen weitere Versuche durch, in denen sie den herzgeschädigten Mäusen auch abgetötete Stammzellen oder die immunstimulierende Chemikalie Zymosan injizierten. Zu ihrem Erstaunen erwiesen sich auch diese beiden Behandlungen als wirksam. Nähere Untersuchungen enthüllten, dass die Injektion in allen Fällen eine lokale Entzündung an der geschädigten Herzstelle auslöste. Dadurch strömten spezielle Fresszellen heran, die anschließend zur Wundheilung beitrugen. „Die Immunreaktion veränderte akut die zelluläre Aktivität rund um die verletzte Stelle im Herzen, berichtet Molkentin. „Dadurch heilte sie mit einer günstigeren Vernarbung und verbesserten kontraktilen Eigenschaften.“

Anzeige

Nach Ansicht der Forscher demonstriert dies, dass bei der Herz-Stammzelltherapie weniger die Stammzellen selbst für die positive Wirkung verantwortlich sind, sondern vielmehr die Reaktion des Körpers auf die injizierten Komponenten. Interessanterweise wirkte dabei die Chemikalie Zymosan bei den herzkranken Mäusen sogar besser als die injizierten Zellen. „Die Schlussfolgerungen aus unserer Studie sind ziemlich eindeutig“, konstatiert Molkentin. „Die Wirkung der Herz-Stammzelltherapie beruht auf einer akuten, entzündungsbasierten Wundheilungsreaktion, die die mechanischen Eigenschaften der geschädigten Herzregion verbessert.“ Er und sein Team wollen nun als nächstes untersuchen, wie sich diese Wundheilungsreaktion optimieren lässt. Möglicherweise könnten daraus Therapien erwachsen, die sogar ganz auf Stammzellen verzichten können.

Quelle: Ronald Vagnozzi (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, Cincinnati) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1802-2

Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Anzeige

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Kach|e|xie  auch:  Ka|che|xie  〈[kaxksi] f. 19; Med.〉 völliger Kräfteverfall ... mehr

im|stan|de  auch:  im Stan|de  〈Adv.〉  〈meist in der Wendung〉 ~ sein, etwas zu tun 1 fähig sein, etwas zu tun ... mehr

te|le|fo|nie|ren  〈V. i.; hat〉 durch das Telefon (mit jmdm.) sprechen; Sy fernsprechen ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige