Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Herz aus Seide

24.01.2012
Max-Planck-Wissenschaftler nutzen Seide des Seidenspinners als Gerüst für Herzgewebe

Einen geschädigten Herzmuskel kann der Mensch nicht regenerieren. An die Stelle der Muskelzellen tritt Narbengewebe. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim wollen die volle Herzfunktion wiederherstellen, indem sie künstliches Herzgewebe herstellen. Ihnen ist es nun gelungen, an einem dreidimensionalen Gerüst aus der Seide einer tropischen Raupe Herzmuskelzellen anzusiedeln.


Aus dem Kokon der Tussaseidenraupe geschnittene Scheiben dienen als Gerüstgrundlage für Herzmuskelzellen. Die Scheiben besitzen in etwa die Größe von Centstücken. MPI für Herz- und Lungenforschung

Wie kaum ein anderes Organ ist das menschliche Herz auf Leistung und Effizienz getrimmt. Über Jahrzehnte pumpt es unablässig Blut durch den Körper. Doch der Preis für diese Leistungsoptimierung ist hoch: 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 einen Ansatz für eine spätere Therapie verfolgen 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. Deshalb wurde in der Vergangenheit mit einer Vielzahl von Materialien experimentiert, die als Gerüstsubstanz für die Ansiedlung von Herzmuskelzellen dienen sollten.

„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 (Antheraea mylitta) münzgroße Scheiben hergestellt. Für Chinmoy Patra, der aus Indien stammt und nun 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.

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse steht eine klinische Anwendung aber 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.

Kontakt:
Dr. Felix Engel
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung
Tel.: +49 6032 705-248
Fax: +49 6032 705-211
felix.engel@mpi-bn.mpg.de

Originalpublikation:
Chinmoy Patra, Sarmistha Talukdar, Tatyana Novoyatleva, Siva R. Velagala, Christian Mühlfeld, Banani Kundu, Subhas C. Kundu, Felix B. Engel:
Silk protein fibroin from Antheraea mylitta for cardiac tissue engineering
Biomaterials, Online-Vorabveröffentlichung 10.1.2012, http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2011.12.036

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht UVB-Strahlung beeinflusst Verhalten von Stichlingen
13.12.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Mikroorganismen auf zwei Kontinenten studieren
13.12.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rest-Spannung trotz Megabeben

13.12.2017 | Geowissenschaften

Computermodell weist den Weg zu effektiven Kombinationstherapien bei Darmkrebs

13.12.2017 | Medizin Gesundheit

Winzige Weltenbummler: In Arktis und Antarktis leben die gleichen Bakterien

13.12.2017 | Geowissenschaften