Jüngste Zwillingsstudien haben neue Wege zur Regeneration eines geschädigten Herzens gezeigt
Herzinsuffizienz betrifft weltweit mindestens 26 Millionen Menschen und ist für zahlreiche tödliche Todesfälle verantwortlich. Aufgrund der zunehmenden Alterung der Bevölkerung ist die Pflege der Herz wird zu einem Bedarf, der zu einem Anstieg der Ausgaben führt. Es gab erhebliche Fortschritte bei der therapeutischen Behandlung Herz und viele präventive Maßnahmen werden ergriffen, jedoch ist die Sterblichkeit und Morbidität immer noch sehr hoch. Es stehen nur sehr wenige Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung, und meistens beruht sie auf einer Herztransplantation für die Patienten, die sich wirklich im Endstadium befinden und sich in Richtung einer vollständigen Herzinsuffizienz entwickeln.
Unser Körper verfügt über eine außergewöhnliche Fähigkeit, sich selbst zu heilen. Beispielsweise kann die Leber regeneriert werden, wenn sie geschädigt ist, unsere Haut die meiste Zeit auch und eine Niere könnte die Funktion für zwei übernehmen. Leider gilt dies nicht für die meisten unserer lebenswichtigen Organe – einschließlich des Herzens. Wenn ein menschliches Herz geschädigt wird – verursacht durch eine Krankheit oder eine Verletzung – ist der Schaden dauerhaft. Beispielsweise können nach einem Herzinfarkt Millionen oder Milliarden Herzmuskelzellen für immer verloren gehen. Dieser Verlust schwächt das Herz allmählich und führt zu schwerwiegenden Erkrankungen wie Herzversagen oder Narben im Herzen, die tödlich sein können. Eine Herzinsuffizienz resultiert in der Regel aus einem Mangel an Kardiomyozyten (Zellart). Im Gegensatz zu Molchen und Salamandern können erwachsene Menschen beschädigte Organe wie das Herz nicht spontan nachwachsen lassen. Bei einem menschlichen Embryo oder wenn ein Baby im Mutterleib heranwächst, Herz Zellen teilen und vermehren sich, was dem Herzen hilft, neun Monate lang zu wachsen und sich zu entwickeln. Aber Säugetiere, einschließlich des Menschen, besitzen nicht die Fähigkeit, das Herz zu regenerieren, da sie diese Fähigkeit nach etwa einer Woche nach der Geburt vollständig verlieren. Herzmuskelzellen verlieren ihre Fähigkeit zur Teilung und Vermehrung und können sich daher nicht regenerieren. Dies gilt auch für andere menschliche Zellen – Gehirn, Rückenmark usw. Da sich diese adulten Zellen nicht teilen können, kann der menschliche Körper die beschädigten oder verlorenen Zellen nicht ersetzen und dies führt zu Krankheiten. Dies ist aber auch der Grund, warum es nie einen Herztumor gibt – Tumoren entstehen durch unkontrolliertes Wachstum von Zellen. Wenn es diesen Zellen jedoch ermöglicht wird, sich wieder zu teilen, könnte dies zu einer „Regeneration“ einer Reihe von Geweben führen und zur Reparatur eines Organs beitragen.
Die einzige Möglichkeit, die jeder hat, wenn er an einer schwachen oder beschädigtes Herz oder eine Herzerkrankung eine Herztransplantation erhalten soll. Dies hat eine Vielzahl von Aspekten, die im Allgemeinen dazu führen, dass eine Transplantation bei den meisten Patienten nicht zustande kommt. Erstens muss das Herz, das von einem „Spender“ gespendet wird, ein gesundes Herz sein, bevor der Spender verstarb, was bedeutet, dass das Herz von jungen Menschen entnommen werden muss, die aufgrund einer Krankheit oder Verletzung gestorben sind und diese Erkrankungen sie nicht beeinträchtigt haben Herz in irgendeiner Weise. Der potenzielle Empfängerpatient muss mit dem Spenderherzen übereinstimmen, um das Transplantat zu erhalten. Dies führt zu einer langen Wartezeit. Als mögliche Alternative könnte die Möglichkeit, durch Zellteilung neue Muskeln im Herzen zu bilden, Millionen Menschen mit geschädigtem Herzen Hoffnung geben. Viele Verfahren wurden von der wissenschaftlichen Gemeinschaft erprobt und getestet, die bisherigen Ergebnisse waren jedoch wirkungslos.
In einer neuen Studie veröffentlicht in Zelle, Forscher der University of California, San Francisco, USA, haben erstmals eine effiziente und stabile Methode im Tiermodell entwickelt, um adulte Herzzellen (Kardiomyozyten) zur Teilung zu bringen und so potenziell den geschädigten Teil des Herzens zu reparieren1. Die Autoren identifizierten vier Gene, die an der Zellteilung (also Zellen, die sich selbstständig vermehren) beteiligt sind. Als diese Gene mit Genen kombiniert wurden, die dafür sorgen, dass reife Kardiomyozyten wieder in einen Zellzyklus eintreten, stellten sie fest, dass sich Zellen teilten und vermehrten. Als also die Funktion dieser vier essentiellen Gene verbessert wurde, wurde die Herz Gewebe zeigte Regeneration. Nach einer Herzinsuffizienz eines Patienten verbessert diese Kombination die Herzfunktion. Kardiomyozyten zeigten in der aktuellen Studie eine Teilung von 15–20 Prozent (im Vergleich zu 1 Prozent in früheren Studien), was die Zuverlässigkeit und Effizienz dieser Studie untermauert. Diese Studie könnte technisch auf andere Organe ausgeweitet werden, da diese vier Gene ein gemeinsames Merkmal sind. Dies ist eine sehr relevante Arbeit, da jede Studie darüber Herz ist erstens sehr kompliziert und zweitens muss die Abgabe von Genen mit Vorsicht erfolgen, um keine Tumoren im Körper zu verursachen. Diese Arbeit könnte sich zu einem sehr wirksamen Ansatz zur Regeneration des Herzens und auch anderer Organe entwickeln.
Eine weitere Studie des Stem Cell Institute der Universität Cambridge, Großbritannien, hat eine innovative Methode zur Reparatur entwickelt Herz Gewebe, so dass ein Spender überhaupt nicht erforderlich wäre2. Sie haben Stammzellen verwendet, um im Labor lebende „Herzmuskelflecken“ zu züchten, die nur 2.5 Quadratzentimeter groß sind, aber sie scheinen ein wirksames potenzielles Instrument zur Behandlung von Patienten mit Herzinsuffizienz zu sein. Diese Pflaster haben eine gute Aussicht, sich auf natürliche Weise in die Haut des Patienten einzugliedern Herz Das heißt, es handelt sich um ein „voll funktionsfähiges“ Gewebe, das wie ein normaler Herzmuskel schlägt und sich zusammenzieht. Ein früherer Ansatz, Stammzellen in den Körper zu injizieren, um das Herz zu reparieren, war erfolglos, da die Stammzellen nicht im Körper verblieben Herz Muskelmasse, sondern ging im Blut verloren. Das aktuelle Pflaster ist ein „lebendes“ und „schlagendes“ Herzgewebe, das an einem Organ (in diesem Fall dem) befestigt werden kann Herz) und somit konnten etwaige Schäden repariert werden. Solche Pflaster könnten je nach Bedarf eines Patienten angebaut werden. Dies würde die Notwendigkeit, auf einen passenden Spender zu warten, im Wesentlichen übertreffen. Diese Patches könnten auch mit dem gezüchtet werden Herz Patienteneigene Zellen, wodurch die mit einer Organtransplantation verbundenen Risiken vermieden werden. Den Patch in ein integrieren beschädigtes Herz ist ein invasiver Eingriff und erfordert die richtigen elektrischen Impulse zur Herstellung Herz Beat gut integriert mit einem Patch. Die mit dieser Art von Operation verbundenen Risiken sind jedoch größer als bei einer vollständigen Herztransplantation, die viel invasiver ist. Das Team bereitet sich innerhalb von fünf Jahren auf Tierversuche und klinische Studien vor, bevor diese in großem Umfang eingesetzt werden können Herz Patienten.
***
{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}
Quelle (n)
1. Mohamedet al. 2018,. Regulierung des Zellzyklus zur Stimulierung der Proliferation der adulten Kardiomyozyten und der kardialen Regeneration. Zelle. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. University of Cambridge 2018. Ein gebrochenes Herz flicken. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Zugriff am 1. Mai 2018]
