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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Per Gentransfer zum "biologischen Herzschrittmacher" |
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| | | Von gentechnischen Verfahren erwarten sich Forscher für die Zukunft der Medizin eine Reihe innovativer Therapien. Ein solcher Durchbruch könnte etwa der "biologische Herzschrittmacher" sein, erste Schritte hin zu diesem Ziel gelangen nun einer Gruppe von US-Forschern: Sie veränderten per Gentransfer Herzmuskelzellen von Meerschweinchen, so dass diese tatsächlich als "Pacemaker" fungierten. |
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"Das könnte nützlich bei der Schaffung biologischer Schrittmacher für therapeutische Zwecke sein", beschreiben die Forscher in der aktuellen Ausgabe von "Nature" ihre Zukunftsvision.
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"Biological pacemaker created by gene transfer"
Der Artikel "Biological pacemaker created by gene transfer" erscheint in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature", Bd. 419, Seiten 132 - 133 vom 12. September 2002. |
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Spezielle Zellen halten Herz auf Trab |
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Das gesunde Herz wird durch spezielle Schrittmacher-Zellen auf Trab gehalten. Sie geben den normalen Herzmuskelzellen jene elektrischen Reize, die abwechselnd zur Kontraktion bzw. danach zur Erschlaffung führen.
Dieses Herz-eigene "Schrittmacher-System" gewährleistet in der Regel eine effektive Pumpfunktion des Herzens: Es erfolgt über den Ein- und Ausstrom von Kalzium- und Kalium-Ionen durch Poren in der Zellmembran, die sich öffnen bzw. schließen.
Gehen diese auf die Steuerung von Herzrhythmus und Pulsrate spezialisierten Zellen allerdings zu Grunde - etwa durch Entzündungen des Herzmuskels oder nach Infarkten -, kommt es zu Rhythmusstörungen. Das Implantieren eines künstlichen Schrittmachers ist dann die häufigste Behandlungsform.
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Künstliche Herzschrittmacher
Bei lebensbedrohenden Herzrhythmusstörungen werden künstliche Herzschrittmacher unter die Haut des Patienten implantiert, die für eine normale Folge an Herzschlägen sorgen sollen. Dabei handelt es sich um einen batteriebetriebenen Impulsgeber, der über am Herz befestigte Elektroden an dieses elektrische Reize abgibt. |
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 Mehr Informationen zu Herzschrittmachern |
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Vorbild Embryonal-Entwicklung |
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Die US-Wissenschaftler um Eduardo Marban vom Institut für Molekulare Herzforschung an der Universität des US-Bundesstaates Maryland in Baltimore begannen ihre Arbeiten auf Basis der Embryologie.
"Im Herz früher Embryonen besitzt jede Zelle diese Schrittmacher-Funktion", schreiben die Forscher in "Nature". In der weiteren Entwicklung des Herzens komme es dann zur Ausbildung von spezialisierten Funktionszonen, die jeweils ganz eigene elektrische Eigenschaften haben.
Der größte Teil des Herzens gibt selbst keine solchen Impulse ab. Diese erfolgen über "Knoten" (z.B. Sinusknoten) der Schrittmacher-Zellen. Die restlichen Zellen folgen dem vorgegebenen Rhythmus.
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Adulte Herzzellen: Schrittmacher-Funktion "schläft" |
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Die Forscher entdeckten zunächst, dass die Schrittmacher-Eigenschaft in den adulten Herzmuskelzellen nur "schläft" und somit gleichsam latent vorhanden ist. Dies wird durch die Unterdrückung der Funktion des so genannten Kir2-Kalium-Kanals bewirkt.
Die Wissenschaftler schleusten deshalb durch Viren in die Herzmuskelzellen von Meerschweinchen eine Variante des Kir2-Gens ein, das diese Suppression wieder aufhob. Das Ergebnis: Normale Herzmuskelzellen der Tiere wurden zu Schrittmacher-Zellen.
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Übertragbar auf den Menschen? |
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Wenn diese Therapieform auf den Menschen übertragen werden könnte, böte sich damit für die Patienten - so meinen die Wissenschaftler - eine billigere und vor allem sicherere Alternative zu den gebräuchlichen elektronischen Implantaten.
Mehr Artikel rund um das Herz in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
