Neuartige Therapie für Infarkt-Patienten in klinischer Studie

Der akute Herzinfarkt und seine Folgeschäden sind noch immer die häufigste Todesursache in Deutschland. Etwa jeder Fünfte der jährlich knapp 300.000 Betroffenen überlebt langfristig die gefährliche Durchblutungsstörung nicht, bei der Herzmuskelgewebe zerstört wird.

Weltweit wird deshalb fieberhaft nach neuen Therapien gesucht, um das geschädigte Gewebe auch mit Unterstützung von Stammzellen zu regenerieren. So ist es einem Team von LMU-Forschern unter der Leitung von Professor Wolfgang-Michael Franz erstmals im Mausmodell gelungen, körpereigene Stammzellen mit Hilfe einer zweigleisigen molekularen Strategie vermehrt ins geschädigte Herz zu locken.

„Dadurch hat sich die Heilung des Herzmuskels deutlich verbessert“, berichtet Franz. „Es kam zu einer verbesserten Blutversorgung des Herzmuskels, einer gesteigerten Herzfunktion – und einer deutlich erhöhten Überlebensrate bei den Tieren. Basierend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen testen wir die neu entwickelte Strategie im Klinikum am Campus Großhadern jetzt sogar in der weltweit ersten Studie dieser Art an Herzinfarktpatienten.“ (Cell Stem Cell, 3. April 2009)

Die Stammzellforschung ist sehr umstritten, gleichzeitig aber eines der zukunftsträchtigsten Felder der Wissenschaft. Denn zum einen müssen die Stammzellen für die Forschung überwiegend noch aus embryonalem Gewebe gewonnen werden. Demgegenüber aber stehen die großen Erwartungen von Wissenschaftlern, Medizinern und Patienten, die sich hier Heilung oder Linderung schwerer Leiden versprechen. Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die sich in alle Zelltypen des Körpers entwickeln können. Teilen sie sich, so entstehen jeweils eine neue Stammzelle und ein Vorläufer des benötigen Zelltyps.

Ihre besonderen Fähigkeiten erlauben Stammzellen unter anderem, beschädigtes oder zerstörtes Gewebe im Körper zu ersetzen. Sie gelten deshalb als Hoffnungsträger im Kampf gegen degenerative Erkrankungen, bei denen Gewebe oder ganze Organe zugrundegehen. Ein Beispiel ist hier die Regeneration eines durch Infarkt geschädigten Herzmuskels – der sich Professor Wolfgang-Michael Franz und sein Team am Klinikum der Universität München, Campus Großhadern, widmen. In einer vorangegangenen Arbeit ist es den Forschern gelungen, grundlegende Prozesse der Herzentwicklung auf molekularer Ebene zu entschlüsseln, was letztlich zu einer vermehrten Bildung von schlagenden Herzmuskelzellen aus embryonalen Stammzellen führte.

In der neuen, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Arbeit ging es nun darum, diesen Prozess direkt im geschädigten Herzmuskel in Gang zu setzen. Zwei Strategien erwiesen sich hier in Kombination als besonders effektiv. Zum einen wurde den Tieren der „Granulocyte-Colony Stimulating Factor“, kurz G-CSF, verabreicht. Zu den vielfältigen Aufgaben des Peptidhormons gehört auch die Mobilisierung von Stammzellen: G-CSF schleust Stammzellen aus dem Knochenmark in die Blutbahn. Von dort wurden sie mit Hilfe des „homing factors“ „stromal cell derived factor-1“, kurz SDF-1, in den geschädigten Herzmuskel als Zielort gelotst. SDF-1 ist das wichtigste molekulare „Navigationsgerät“ der Stammzellen für diesen Einsatzort.

Unter normalen Umständen wird das Molekül aber durch die Depeptidylpeptidase IV, kurz DPP-IV, gehemmt. Deshalb inaktivierten die Forscher im Versuch das Enzym DPP-IV genetisch oder pharmakologisch, so dass SDF-1 länger aktiv blieb. „Durch die Stabilisierung von SDF-1 in seiner aktiven Form konnten verstärkt mobilisierte Stammzellen aus dem Knochenmark in das Myokard einwandern“, berichtet Franz. „Dadurch hat sich die Blutversorgung des Herzmuskels verbessert, die Herzfunktion gesteigert, und mehr Tiere haben überlebt.“ Die Ergebnisse liefern den ersten experimentellen Beweis dafür, dass die Inhibierung von DPP-IV zusammen mit G-CSF die Regeneration eines geschädigten Herzmuskels deutlich verbessern kann.

Die Rekrutierung der Stammzellen an ihren Einsatzort spielt für Franz hier die entscheidende Rolle. „Das ist der Schlüssel zum Erfolg der stammzell-basierten Therapien“, sagt der Mediziner. „Entsprechende Ansätze müssen sich darauf konzentrieren, die Stammzellen an den Zielort zu bekommen. Unsere Ergebnisse könnten hier essentielle neue Aspekte für das Design entsprechender Studien liefern. Wir schlagen die Kombination aus einer Gabe von G-CSF und die Inhibierung von DPP-IV als neues therapeutisches Konzept für den Einsatz von Stammzellen vor.“

In der weltweit ersten Multicenter Studie wird dieser Ansatz nun bereits bei Patienten mit Myokardinfarkt im Klinikum der Universität München, Campus Großhadern, getestet.

Publikation:

”Synergistic Action of CD26/dPP-IV Inhibition and G-CSF Enhances Homing of Stem Cells and Improves Cardiac Function after Acute Myocardial Infarction”,

Marc-Michael Zaruba, Hans-Diogenes Theiss, Markus Vallaster, Ursula Mehl, Stefan Brunner, Robert David, Rebekka Fischer, Lisa Krieg, Eva Hiersch, Bruno Huber, Petra Nathan, Lars Israel, Axel Imhof, Nadja Herbach, Gerald Assmann, Rüdiger Wanke, Jose Müller-Höcker, Gerhard, Steinbeck, and Wolfgang-Michael Franz,

Cell Stem Cell, 3. April 2009

Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Wolfgang-Michael Franz
Medizinische Klinik I am Klinikum Universität der München (LMU),
Campus Großhadern
Marchioninistraße 15
81377 München
Tel.: 089 / 7095 – 6095
Fax: 089 / 7095 – 6094
E-Mail: wolfgang.franz@med.uni-muenchen.de
Klinikum der Universität München
Im Klinikum der Universität München (LMU) sind im Jahr 2007 an den Standorten Großhadern und Innenstadt etwa 500.000 Patienten ambulant, poliklinisch, teilstationär und stationär behandelt worden. Die 44 Fachkliniken, Institute und Abteilungen verfügen über mehr als 2.300 Betten. Von insgesamt 9.700 Beschäftigten sind rund 1.700 Mediziner. Forschung und Lehre ermöglichen eine Patientenversorgung auf höchstem medizinischem Niveau. Das Klinikum der Universität München hat im Jahr 2007 etwa 57 Millionen Euro an Drittmitteln eingeworben und ist seit Juni 2006 Anstalt des öffentlichen Rechts.