Amerikanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, einen biologischen Schrittmacher aus Körpergewebe herzustellen: Sie koppelten Herzmuskelzellen mit Bindegewebszellen, die dank einer genetischen Veränderung selbstständig elektrische Spannung in einem regelmäßigen Rhythmus erzeugen konnten. Die Forscher hoffen, das System so weiterentwickeln zu können, dass es irgendwann die herkömmlichen elektrischen Herzschrittmacher ersetzen kann.
Normalerweise kontrollieren zwei Gruppen von Steuerzellen den Herzrhythmus, indem sie die Muskelzellen dazu animieren, sich zusammenzuziehen. Sind diese Schrittmacherzellen jedoch so geschädigt, dass sie ihre Signale nicht mehr regelmäßig aussenden können, muss ein künstlicher Taktgeber diese Aufgabe übernehmen. Momentan werden dazu kleine Elektroden in den Herzmuskel implantiert, die mithilfe eines batteriebetriebenen Impulsgebers elektrische Impulse an die Zellen leiten. Um jedoch die Abhängigkeit von Batterien und die Notwendigkeit eines permanenten äußeren Zugangs zum Gerät zu umgehen, suchen Wissenschaftler überall nach einer Möglichkeit, die elektrischen Geräte durch biologische zu ersetzen.
Für ihre Variante benutzten die Forscher Bindegewebszellen aus dem Lungen von Meerschweinchen, in die sie zwei zusätzliche Gene eingesetzt hatten. Diese Gene trugen Informationen für so genannte Kanalproteine, durch die elektrische Ladungsträger transportiert werden. Schon drei Minuten nach der Vereinigung mit herkömmlichen Herzmuskelzellen begannen die veränderten Zellen, ihre Arbeit aufzunehmen und die gleichen Spannungsmuster zu erzeugen wie die natürlichen Taktgeberzellen. Diese Fähigkeit behielten sie etwa zwei Wochen, berichteten die Wissenschaftler.
Auch im Körper erfüllten die modifizierten Bindegewebszellen ihre Aufgabe, zeigte ein weiterer Test: Als die Wissenschaftler einigen herzkranken Meerschweinchen die Zellen ins Herz injizierten, fusionierten sie mit dem Herzmuskel und halfen tatsächlich, den Herzschlag zu regulieren ? von einem Schlag alle zwei Sekunden auf zwei Schläge pro Sekunde, was praktisch dem natürlichen Herzschlag entspricht. Die Bioschrittmacher könnten nach Ansicht der Wissenschaftler eine wichtige Alternative für Patienten werden, bei denen die herkömmliche Methode wegen der Infektionsgefahr zu viele Risiken birgt oder für Kinder, deren Herz für ein elektrisches Gerät zu klein ist.
Hee Cheol Cho ( Johns-Hopkins-Universität, Baltimore) et al.: Beitrag auf dem Jahrestreffen der American Heart Association, Dallas ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
