Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Schrittmacher aus Stammzellen

12.08.2004


Neue Therapie bei Herzrhythmusstörungen? / Forschungs-Stipendium für Wissenschaftler der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg


Biologische Herzschrittmacher aus Stammzellen könnten künftig eine Behandlungsalternative zu elektronischen Schrittmachern bieten. Für ein Forschungsprojekt zur Entwicklung eines biologischen Impulsgebers hat Dr. Dierk Thomas, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Professor Dr. Hugo Katus), von der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie das Max-Schaldach-Stipendium 2004 in Höhe von 25.000 Euro erhalten. Die Forschungsarbeiten laufen unter der Leitung von Dr. Christoph Karle.

Herzschrittmacher seit Jahren erfolgreich angewandt / Therapie birgt aber auch Risiken


Der Herzschlag wird durch körpereigene elektrische Impulse erzeugt. Taktgeber ist dabei der Sinusknoten im Herzen, ein Bündel spezialisierter Nervenzellen. Von dort läuft der Impuls über ein Reizleitungssystem durch den Herzmuskel, das Herz zieht sich zusammen. Bei Herzrhythmusstörungen können sowohl der Sinusknoten als auch das Reizleitungssystem gestört sein. Die Folge: Das Herz schlägt zu schnell, zu langsam oder unregelmäßig. Ist der Herzrhythmus zu langsam, kann ein elektronischer Herzschrittmacher als künstlicher Impulsgeber einspringen.

Elektronische Herzschrittmacher werden seit Jahren sicher und erfolgreich angewandt. Sie weisen jedoch auch Nachteile auf: Der chirurgische Eingriff, die Implantation des nahezu handtellergroßen Geräts unter das Schlüsselbein, ist mit einem, wenn auch geringen, Risiko verbunden. So können Blutungen oder Infektionen auftreten. Es kommt auch vor, dass sich durch den Engriff Luft im Raum zwischen Lunge und Rippenfell ansammelt, wodurch Atemprobleme entstehen können. Die Operation muss zudem regelmäßig wiederholt werden, um die erschöpfte Batterie auszutauschen. Der Patient muss in kurzen Abständen einen Spezialisten zur Kontrolle aufsuchen. Außerdem kann der Puls nur begrenzt körperlichen Anstrengungen angepasst werden. Elektrische und magnetische Felder (z.B. bei Magnet-Resonanz-Tomographie, Strahlentherapie, elektronischen Metalldetektoren in Flughäfen, Handys) sowie bestimmte mechanische Belastungen können den Schrittmacher aus dem Takt bringen.

"Diese Risiken sind beherrschbar", erklärt Dr. Dierk Thomas. "Trotzdem versuchen wir, einen biologischen Herzschrittmacher zu entwickeln, der die Therapiemöglichkeiten verbessert. Wir möchten aus Stammzellen Herzmuskelzellen züchten, die wir als biologischen Herzschrittmacher in das kranke Herz einbringen", erklärt Dr. Dierk Thomas das Ziel seines Projekts.

Erbinformation für Ionenkanäle wird in Stammzellen eingebracht

Dazu untersuchen die Heidelberger Forscher zunächst die winzigen Kanäle, die in der Wand der Herzmuskelzellen sitzen. Diese lassen geladene Teilchen, "Ionen", geregelt ein- und ausströmen und regulieren dadurch den elektrischen Herzschlag-Impuls. "Zuerst müssen wir genau verstehen, wie diese Kanäle arbeiten. Dann werden wir die Erbinformation für die Schrittmacher-Kanäle in Stammzellen einbringen, die sich zu Herzmuskelzellen entwickeln." Als Transportsystem für die Kanal-Gene nutzen die Wissenschaftler Viren, die für den Menschen ungefährlich sind, so genannte Adenoviren.

Genetisch veränderte Stammzellen reifen zu Herzschrittmacher-Zellen

Die Forscher sehen zwei Alternativen auf dem Weg zum biologischen Herzschrittmacher: Entweder implantieren sie über einen Herzkatheter die Stammzellen direkt in das kranke Herz. Dort reifen die Zellen zu intakten Herzmuskelzellen und erzeugen den elektrischen Herzschlag-Impuls. Oder die Wissenschaftler bringen die Stammzellen zuerst im Labor in ein künstliches Herzgewebe ein, wo sie sich vermehren und sich zu Herzmuskelzellen entwickeln. "Aus solch einem künstlichen Herzgewebe, dem "engineered heart tissue", können wir die fertigen Herzzellen regelrecht ernten und sie dann in das kranke Herz einbringen", beschreibt Dr. Thomas die Vorteile dieses Systems. Läuft alles nach Plan, rechnen die Wissenschaftler damit, in ca. vier Jahren erste klinische Studien mit einem biologischen Herzschrittmacher durchführen zu können.

Forschungsergebnisse gehen in die Medikamenten-Entwicklung ein

In ihren Forschungsarbeiten untersuchen die Wissenschaftler auch die Möglichkeiten, Herzrhythmusstörungen mit Medikamenten zu behandeln. Bisher gibt es vor allem Wirkstoffe für Patienten mit einem zu schnellen Herzschlag. Es fehlen Medikamente, um einen zu langsamen Herzrhythmus zu behandeln. "Da gibt es einen großen Bedarf. Wenn wir verstehen, wie die Schrittmacher-Kanäle in der Wand von Herzmuskelzellen reguliert werden, können wir mit Medikamenten in diese Mechanismen eingreifen", blickt Dr. Thomas in die Zukunft.

Ansprechpartner:
Dr. Dierk Thomas
Abteilung Kardiologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg
E-Mail: Dierk_Thomas@med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-heidelberg.de/aktuelles/
http://www.med.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung
26.04.2017 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Neues Hydrogel verbessert die Wundheilung
25.04.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik