Lebende Herzklappen aus dem Labor

Ersatzteile aus Stammzellen: - Ist ein Organ unheilbar krank, lassen Mediziner im Labor ein neues wachsen: Im Universitätsspital Zürich ist das keine Zukunftsvision. Einem Team von Medizinern ist es gelungen, lebende Herzklappen zu züchten. Aus Stammzellen aus dem Fruchtwasser lassen sie die menschlichen Ersatzteile wachsen. Diese könnten Kindern mit angeborenen Herzfehlern das Leben retten und viele Operationen vermeiden. Denn die Herzklappen wachsen mit dem Körper mit.

Künstliche Herzklappen können Blutgerinnsel auslösen

Etwa ein Prozent aller Kinder werden mit einem Herzfehler geboren. Oft ist eine Herzklappe schwer missgebildet. Gesunde Herzklappen bestehen aus filigranen Schichten stabiler und elastischer Bindegewebsfasern. Sie wirken wie Ventile und lassen so das Blut in die richtige Richtung fließen.

Auch bisher war die Medizin nicht machtlos: Kaputte Herzklappen werden durch künstliche, steife Prothesen oder durch biologisches Material, zum Beispiel Schweineherzen, ersetzt. Doch beide Therapien haben Nachteile: Künstliche Herzklappen können Blutgerinnsel auslösen. Die biologischen Ersatzteile halten nur wenige Jahre.

Beide Ersatzteile wachsen zudem nicht mit dem Körper mit. "Gerade Neugeborene und Kinder sind aber darauf angewiesen, dass die Herzklappen sich dem Körperwachstum anpassen", erklärt Professor Simon Hoerstrup, Leiter der Forschung für regenerative Medizin am Universitätsspital Zürich. Kinder bräuchten Ersatzteile, die den hohen Belastungen des Blutkreislaufs standhalten können und gleichzeitig wie ein körpereigenes Gewebe vom Organismus akzeptiert werden, so der Mediziner.

Jetzt hat das Team um Hoerstrup Herzklappen aus den sogenannten fetalen Vorläuferzellen des ungeborenen Kindes gezüchtet. Diese Zellen kommen im Fruchtwasser vor und können mit einer Spritze durch die Bauchdecke der Mutter entnommen werden. Danach lassen sie sich problemlos im Labor vermehren.

Nach der Entnahme tragen die Wissenschaftler die Zellen auf ein künstliches Gerüst auf, das die Form einer Herzklappe hat. Dieses baut sich in wenigen Wochen selbst ab. Nach rund sieben Wochen bleibt nur die Herzklappe aus Stammzellgewebe übrig.

Doch ist sie noch nicht widerstandsfähig genug. Etwa 2,5 Milliarden Mal muss sie sich in einem 70-jährigen Leben öffnen und schließen. Um die Herzklappe zu trainieren entwickelte Hoerstrup einen Bioreaktor, in welchem sie auf den Einsatz im Herzen vorbereitet wird: Der Bioreaktor pumpt eine Nährlösung pulsartig durch die Klappe und steigert langsam die Belastung. Mit Erfolg: Nach zwei Wochen haben sich die Zellen der Herzklappen in Schichten organisiert und verstärkt.

Bis die Stammzellen-Herzklappen tatsächlich einem Neugeborenen eingepflanzt werden können, werden noch Jahre vergehen. Die Methode wird derzeit an Schafen erprobt.

Lebende Ersatzteile werden am Schaf getestet

"Danach wollen wir den Sprung vom Tier zum Menschen schaffen und in die klinischen Studien gehen", sagt Hoerstrup. Ist die Herzklappe eingepflanzt, sollten keine weiteren Operationen und Medikamente mehr notwendig sein, so der Mediziner.

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