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 Neuer Ansatz gegen Gastritis
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Wenn Schimmelpilze das Auge zerstören
10.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie