Herzunterstützungs-Systeme übernehmen die Pumpfunktion des natürlichen Herzens. Im Gegensatz zu einem Kunstherzen bleibt das eigene Herz an Ort und Stelle. Die Systeme überbrücken die Zeit, bis das eigene Herz sich entweder wieder erholt hat oder bis ein Spenderherz zur Verfügung steht (siehe Reportage „Mein mechanisches Herz” ab Seite 18). Am häufigsten werden Linksherz-Unterstützungssysteme eingesetzt, die den großen („ linken”) Kreislauf bedienen. Eine Pumpe befördert sauerstoffreiches Blut von der Herzspitze der linken Herzkammer in die Hauptschlagader. Bei den intrakorporalen Systemen wird die Pumpe unterhalb des Herzens zwischen Bauchdecke und Bauchwandmuskulatur platziert.
Die Verdrängerpumpen der ersten Generation wiegen etwa ein Kilogramm und transportieren das Blut wie das natürliche Herz, indem sie eine Pumpkammer zusammendrücken (Kompression). Bei den neueren und wesentlich kleineren Kreiselpumpen beschleunigt eine rotierende Schraube (Impeller) das Blut und drückt es aus der Pumpe und in den Schlauch, der zur Hauptschlagader führt. Sie kommen ohne Einlass- und Auslassklappen aus, das Blut fließt kontinuierlich. Patienten mit einer Kreiselpumpe haben so gut wie keinen Puls mehr.
Die kleinste Kreiselpumpe zur teilweisen Unterstützung des Herzens ist nur noch so groß wie eine Mignonbatterie und kann daher wie ein Herzschrittmacher direkt unter die Haut implantiert werden. Sie pumpt Blut aus dem linken Vorhof in die Unterschlüsselbeinarterie und wiegt nur 25 Gramm. Ende 2010 soll sie kommerziell erhältlich sein.
Stammzellen oder Vorläuferzellen sollen in geschädigten Herzmuskel-Arealen zu Herzmuskelzellen oder Blutgefäßzellen ausdifferenzieren, um die durch Sauerstoffmangel abgestorbenen Herzzellen zu ersetzen. Sie werden entweder über einen Herzkatheter in die Herzkranzgefäße eingebracht oder direkt in den Herzmuskel injiziert. Andere Forschergruppen versuchen, die Stammzellen mit Wachstumsfaktoren in das geschwächte Herz zu locken. Im April 2010 publizierten Forscher des Cedars-Sinai Heart Institute in Los Angeles einen weiteren Trick: Sie koppelten Stammzellen an winzige Eisenpartikel, um sie mit der Anziehungskraft eines Magneten gezielt in geschädigtes Herzgewebe zu navigieren.
Die Therapie mit Stammzellen steckt derzeit noch im experimentellen Stadium. In ersten klinischen Studien konnten Stammzellen aus dem Knochenmark oder Vorläuferzellen des Skelettmuskels die Herzfunktion von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz meist leicht verbessern. In Deutschland startete 2009 die Zulassungs-Studie PERFECT unter Federführung der Universität Rostock. Darin prüfen Ärzte, ob Knochenmark-Stammzellen eine geschädigte Herzregion wieder regenerieren können. In etwa zwei Jahren sollen die Ergebnisse vorliegen. Forscher vermuten, dass allein schon die Überlebensfaktoren, die Stammzellen ausschütten, für den positiven Effekt ausreichen, weil nur wenige Stammzellen tatsächlich zu Herzmuskelzellen oder Blutgefäßzellen ausdifferenzieren. Bis jetzt ist unklar, ob die Stammzellen lange genug überleben, um die Pumpfunktion des Herzens langfristig zu verbessern. Neue Hoffnung wecken derzeit herzeigene Stammzellen, die vor ein paar Jahren entdeckt wurden. Erste klinische Studien sind 2009 in den USA und Japan angelaufen.
Herzmuskelgewebe aus der Retorte werden von „Gewebeingenieuren” genutzt. Es gibt drei Ansätze, um einen künstlichen Herzmuskel im Labor zu erzeugen:
1. Vorgefertigte Gerüste werden mit Herzmuskelzellen besiedelt, etwa ein Schwamm aus Kollagen.
2. Herzmuskelzellen werden in ein Hydrogel gebettet, wo sie zu einem zusammenhängenden Gewebe heranwachsen.
3. Teppiche aus einzelnen Schichten von Herzmuskelzellen werden zu einem drei-dimensionalen Sandwich gestapelt.
Die schlagenden Gewebestücke („Herzpflaster”) werden später auf dem abgestorbenen Bereich des Patientenherzens platziert. Kürzlich konnten die ersten beiden Studien am Menschen zeigen, dass künstliches Herzmuskelgewebe sicher transplantiert werden kann und die Herzfunktion verbessert. Wird die Gewebeersatztherapie eine Option für Patienten mit einer Herzinsuffizienz sein? Das hängt davon ab, ob es Forschern in Zukunft gelingt, dicke und große Muskelschichten herzustellen, die ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden und genügend Kraft aufbringen, um den schwachen Herzmuskel zu unterstützen.
Noch weiter weg von der klinischen Anwendung sind komplett im Labor erzeugte biologische Herzen. Das viel kleinere Herz einer Ratte konnten US-Forscher bereits erzeugen, indem sie das Bindegewebe-Gerüst eines natürlichen Rattenherzens mit Vorläuferzellen aus den Herzen neugeborener Ratten besiedelten. Allerdings erreichte es nur zwei Prozent der Herzleistung einer erwachsenen Ratte. ■
HELMINE BRAITMAIER weiß nach der Erkundung der technischen Möglichkeiten ihr eigenes natürliches Herz umso mehr zu schätzen.
von Helmine Braitmaier
