Funktionelle Modelle des Herzgewebes für die Arzneimittelforschung

Mit Gewebekulturen aus menschlichen Herzzellen sollen neue Wirkstoffe zur Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen schneller gefunden und getestet werden. Das ist das Ziel des Forschungskonsortiums „Human Heart Models“.

Das Verbundprojekt wird im Rahmen der Ausschreibung „Innovation in der Medikamentenentwicklung“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt nahezu 2,7 Millionen Euro gefördert.

Wissenschaftlicher Koordinator des Konsortiums ist Prof. Dr. Heinrich Terlau aus dem Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität Lübeck. Die Projektpartner sind das Institut für Neurophysiologie der Universität Köln, das Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut der Universität Tübingen, das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik in Lübeck sowie das Pharmaunternehmen sanofi-aventis, Frankfurt am Main. Das Projekt soll über drei Jahre laufen.

Während der anatomische Aufbau des Herzens heute im Detail bekannt ist, werden die biochemischen Vorgänge in den Herzzellen immer noch erforscht. Der Verbund von fünf Forschergruppen aus Wissenschaft und Wirtschaft startet das gemeinsame Projekt mit dem Ziel, künstliche, aus menschlichen Herzzellen bestehende Gewebekulturen zu erzeugen und näher zu untersuchen.

Solche Labor-Kulturen existieren bislang nicht und können, so die Absicht der Wissenschaftler, als Modelle des Herzens dienen. Mit ihnen sollen neue Wirkstoffe zur Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen schneller gefunden sowie deren Wirksamkeit und Verträglichkeit früher und genauer eingeschätzt werden.

Die Erzeugung der gewebeartigen Testsysteme soll einerseits auf der Basis von Herzgewebe, das bei Operationen anfällt, andererseits aus Stammzellen geschehen. Die Herz-Modelle sollen auch dazu beitragen, die Zahl von Tierversuchen zu reduzieren, indem präklinische Untersuchungen vermehrt an solchen Modellen und nicht mehr an Tieren selbst unternommen werden.

Für gewöhnlich werden neue Wirkstoffe den gesetzlichen Vorschriften und wissenschaftlichen Notwendigkeiten entsprechend zuerst im Labor an einzelnen Zellen, später dann an Tieren getestet. Einzelne Zellen weisen jedoch andere Eigenschaften auf als Zellverbände, wie sie im Körpergewebe, zum Beispiel im Herzen, vorliegen. Sie sind deshalb für Medikamententests nur bedingt geeignet. Ein Wirkstoff kann in einer Zelle andere Reaktionen hervorrufen als in einem Organ, wo zahlreiche Zellen komplexe biochemische Wechselwirkungen eingehen.