Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erstmals Herzpflaster aus Stammzellen für die Anwendung an Patienten mit Herzmuskelschwäche

17.02.2017

Forschern der Universitätsmedizin Göttingen am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), Standort Göttingen, ist es erstmals gelungen, aus Stammzellen schlagende Herzgewebe für eine klinische Prüfung herzustellen. Veröffentlichung in „Circulation“.

Die Herzmuskelschwäche betrifft weltweit mehr als 20 Millionen Menschen und ist eine der häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge. Bisherige Therapieansätze können den Krankheitsverlauf verlangsamen, das Herz aber nicht reparieren. Die Entwicklung neuer reparativer Therapieverfahren ist von besonderer Bedeutung, da aufgrund des demographischen Wandels die Zahl der Patienten mit Herzmuskelschwäche weiter zunimmt.


Herzpflaster, sogenannte Engineered Heart Muscle (EHM), in zwei unterschiedlichen Darreichungsformen.

Abb.: umg/zimmermann


Schematische Darstellung der Anwendung von schlagenden Herzpflastern für den Herzmuskelersatz bei Herzmuskelschwäche.

Abb.: umg/zimmermann

Forschern der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), Standort Göttingen, ist es nun erstmals gelungen, sogenannte Herzpflaster oder auch „Engineered Heart Muscle“ (EHM) für den Wiederaufbau von verloren gegangenem Herzmuskelgewebe unter für klinische Anwendungen geeigneten Bedingungen herzustellen.

Das Forscherteam unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der UMG und Sprecher des DZHK-Standorts Göttingen, hat dafür die Herstellungsbedingungen für EHM soweit entwickelt, dass eine Prüfung von EHM in Patienten mit Herzmuskelschwäche im Rahmen kontrollierter klinischer Studien erstmalig machbar scheint.

Durch die Anwendung innovativer und individualisierbarer 3D-Druck-Verfahren ist es darüber hinaus gelungen, schlagende Herzpflaster in der für Patienten mit Herzmuskelschwäche nötigen Größe und Form herzustellen. Dabei zeigen die EHM Eigenschaften des erwachsenen Herzens, die bisher nicht im Labor zu erzielen waren.

Dazu gehört unter anderem eine Zunahme der Herzkraft bei Steigerung der Herzfrequenz; ein Mechanismus, der in jedem gesunden Menschen nachweisbar ist und bei Herzmuskelschwäche verloren geht. Diese natürlichen Gewebeeigenschaften machen EHM für eine direkte Anwendung als Herzpflaster sowie als Testsystem für die Entwicklung und Prüfung neuer Arzneimitteln, das ohne Tierexperimente auskommt, besonders attraktiv. Die Methode und erste exemplarische Anwendungen im Bereich der Arzneimitteltestung und Herzreparatur wurden im Februar in der Fachzeitschrift „Circulation“ veröffentlicht.

Originalpublikation: Defined Engineered Human Myocardium with Advanced Maturation for Applications in Heart Failure Modelling and Repair. Tiburcy M, Hudson JE, Balfanz P, Schlick SF, Meyer T, Chang Liao ML, Levent E, Raad F, Zeidler S, Wingender E, Riegler J, Wang M, Gold JD, Kehat I, Wettwer E, Ra-vens U, Dierickx P, van Laake L, Goumans MJ, Khadjeh S, Toischer K, Hasen-fuss G, Couture LA, Unger A, Linke WA, Araki T, Neel B, Keller G, Gepstein L, Wu JC, Zimmermann WH. Circulation (ahead of print; February 2017).
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.024145

„Die von uns entwickelten hoch definierten Kulturbedingungen sind für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung wie auch für eine Herzreparatur ein aus unserer Sicht entscheidender Durchbruch“, sagt Dr. Malte Tiburcy, Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UMG, und Erstautor der Publikation. „Auf Grundlage des von uns entwickelten Verfahrens bereiten wir aktuell die weltweit erste klinische Studie zum Herzmuskelaufbau über Herzpflaster in Patienten mit Herzmuskelschwäche vor“, so Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Senior-Autor der Publikation.

Das Konzept der Herzreparatur basiert auf dem passgenauen Einbau schlagender Herzmuskelgewebe aus dem Labor in das erkrankte Herz. Für die Arzneimittelentwicklung sind die dem Herzen ähnliche stabile Funktion sowie die Möglichkeit der Simulation einer Herzmuskelschwäche mit typischen klinischen Begleiterscheinungen (Kraftverlust, Zelltod, Biomarker Freisetzung) von zentraler Bedeutung. Gerade für die Entwicklung wirksamer und sicherer Arzneimittel sind Testungen am Menschen durch das an der UMG entwickelte Verfahren auch ohne Gefährdung von Probanden und Patienten möglich.

DIE METHODE
Herzmuskelzellen werden aus menschlichen pluripotenten Stammzellen gewonnen und mit Bindegewebszellen in Kollagen vermischt. Unter definierten Kulturbedingungen in 3D-gedruckten Kulturformen lassen sich so Herzmuskelgewebe mit unterschiedlicher Form und Funktion erzeugen. Die Funktion der von Prof. Zimmermann und seinem Team entwickelten Herzgewebe lässt sich mit bloßem Auge ohne Zuhilfenahme von Mikroskopen nachverfolgen, dabei werden klassische Eigenschaften von menschlichem Herzgewebe sichtbar und messbar. Dies ist für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung und Herzreparatur von zentraler Bedeutung.

WEITERE INFORMATIONEN:
Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Herzzentrum
Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann
Sprecher des Standorts Göttingen Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK)
Telefon 0551 / 39-5781
Robert-Koch-Straße 40, 37075 Göttingen
w.zimmermann@med.uni-goettingen.de

Stefan Weller | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Sind Epilepsie-Patienten wetterfühlig?
23.05.2017 | Universitätsklinikum Jena

nachricht Dual-Layer Spektral-CT: Bessere Therapieplanung beim Bauchspeicheldrüsenkrebs
18.05.2017 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten