US-Forscher haben Herzgewebe im Labor gezüchtet, das von einem Geflecht aus winzigen Goldfasern durchzogen ist. Dieses goldene Gerüst leitete elektrische Impulse so effektiv, dass die Wissenschaftler den Zellverband weiträumig zum Schlagen anregen konnten. In Zukunft könnte entsprechendes Gewebe Herzpatienten implantiert werden, um die Kraft des Herzmuskels zu stärken, glauben die Forscher um Daniel Kohane vom Children?s Hospital Boston.
Stimuliert man im Labor gezüchtete Herzzellen mit elektrischen Impulsen, reagiert das Gewebe nur in unmittelbarer Umgebung ? weiter entferntere Zellen zeigen die typischen Kontraktionen dagegen nicht. Ähnliches würde für ein Gewebeimplantat gelten ? es wäre nicht ausreichend vernetzt. ?Mit dem Nano-Geflecht aus Gold pulsieren viele Zellen gleichzeitig, auch wenn die Stimulation ein ganzes Stück entfernt erfolgt?, berichtet Daniel Kohane vom Children?s Hospital Boston über seine Untersuchungen.
Das dreidimensionale Gold-Gerüst besteht aus 30 Nanometer dünnen und zwei bis drei Mikrometer langen Goldfäden ? für das menschliche Auge gerade noch erkennbar. Für das seit jeher begehrte Edelmetall entschieden sich die Forscher wegen seiner Leitfähigkeit und günstigen Verarbeitungsmöglichkeiten, vor allem aber, da der menschliche Körper das Material toleriert und nicht abstößt. Neben der erhöhten Aktivität innerhalb des Gewebes konnten die Wissenschaftler auch feststellen, dass die Herzzellen sich kräftiger ausbildeten und Troponin I und Connexin-43 produzierten. Dabei handelt es sich um Proteine, die für synchrones Pulsieren der Herzzellen sorgen beziehungsweise effektivere Verbindungen zwischen den einzelnen Zellen schaffen.
Bislang haben die Wissenschaftler das goldene Geflecht lediglich an Zellkulturen im Labor getestet. Im nächsten Schritt wollen sie nun die Wirkung an lebenden Tieren ausprobieren. Das Ziel ist, eines Tages abgestorbene Teile des Herzmuskels, beispielsweise nach einem Herzinfarkt, durch das Gold-durchzogene Gewebe zu ersetzen. Daniel Kohane hofft aber auch auf weitere Anwendungsmöglichkeiten: Beispielsweise beruht die Funktion der Nervenzellen in Gehirn und Rückenmark ebenfalls auf elektrischen Impulsen. Auch hier könnten Gold-verstärkte Implantate die Folgen von Erkrankungen oder Verletzungen kompensieren, glaubt der Wissenschaftler.
Tal Dvir (Massachusetts Institute of Technology) et al.: Nature Nanotechnology, doi: 10.1038/NNano.2011.160 wissenschaft.de ? Marion Martin
