Stammzelltherapie nach Herzinfarkt

Herzinfarkt: Wenn das Herz seinen Dienst versagt, weil ein Herzkranzgefäß verstopft ist, beginnt ein Wettlauf mit der Zeit. Denn kann das Blut nicht zirkulieren, werden Teile des Herzmuskels nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Das betroffene Gewebe stellt seine Arbeit ein und stirbt ab, wenn der Gefäßverschluss nicht schnell wieder geöffnet wird. Schon drei Stunden nach einem Infarkt können 60 Prozent der Muskelzellen rettungslos verloren sein. Das Herz bleibt dann für immer geschwächt.

Was jedoch, wenn sich das abgestorbene Herzmuskelgewebe durch neues ersetzen ließe? Mit dieser Frage beschäftigen sich weltweit zahlreiche Stammzellenforscher. Denn Stammzellen besitzen die besondere Fähigkeit, sich noch zu jedem Zelltypus des Körpers entwickeln zu können. Gleichzeitig lassen sie sich unbegrenzt vermehren. Dieses Potential macht die „Alleskönner“ äußerst interessant für die Medizin. Sie könnten zukünftig vielleicht eine unerschöpfliche Quelle zur Gewinnung von Zell- und Gewebeersatz werden. Abgestorbene Zellen könnten durch Stammzellen ersetzt werden, kranke Körperbereiche so mit neuem Leben erfüllt werden - auch abgestorbenes Herzmuskelgewebe nach einem Herzinfarkt. Sogar eine Organzüchtung für Transplantationszwecke könnte möglich werden. Aus ethischen Gesichtspunkten ist die Forschung mit Stammzellen jedoch umstritten, insbesondere die Verwendung embryonaler Stammzellen.

Stammzellen – Wahre Multitalente

Der Begriff "Stammzellen“ beschreibt eine uneinheitliche Gruppe von Zellen, die ihrer Herkunft nach in embryonale und adulte Stammzellen unterschieden werden. Die jüngsten Stammzellen im Entwicklungslauf eines Körpers sind die embryonalen Stammzellen. Bereits die befruchtete Eizelle (Zygote) stellt eine Stammzelle dar, aus der sich später alle Gewebe des menschlichen Körpers bilden können. Denn in diesem frühen Embryonalstadium haben sich die Stammzellen noch nicht auf eine bestimmte Aufgabe im Körper festgelegt. Das Spektrum der Differenzierungsmöglichkeit ist daher unbeschränkt: Sie können noch zu jeder der über 200 verschiedenen Zellarten eines Organismus heranreifen. Der Mediziner bezeichnet diese Entwicklungsfähigkeit als „pluripotent“. Ein Mensch kann aus den embryonalen Stammzellen, die die Forscher verwenden, jedoch nicht entstehen. Denn die Zellen werden nicht aus dem Mutterleib entnommen. Sie stammen vielmehr aus sechs Tage alten Zellhaufen, die durch künstliche Befruchtung im Labor gewonnen werden. Richtig gelagert können solche embryonalen Stammzellen über Jahrzehnte erhalten werden, ohne ihre Pluripotenz oder ihre Fähigkeit zur Zellteilung einzubüßen.

In vielen Geweben des Menschen existieren jedoch auch zeitlebens Stammzellen: zum Beispiel im Blut, in Teilen des Gehirns, im Knochenmark, aber auch im Nabelschnurblut von Neugeborenen. Solche Stammzellen werden adulte Stammzellen genannt. Sie erfüllen wichtige Regenerations- und Reparaturaufgaben. Wie eine Art „Ersatzteillager“ halten sie die Funktionsfähigkeit von Geweben und Organen aufrecht, indem sie beschädigte oder abgestorbene Zellen durch neue ersetzen. Adulte Stammzellen sind in ihrer Entwicklung jedoch schon weiter fortgeschritten als die embryonalen Stammzellen. Sie sind „nur noch“ multipotent, das heißt, sie können noch zu vielen Zelltypen werden, aber nicht mehr zu allen. Forscher können die adulten Stammzellen im Vergleich zu den embryonalen jedoch nur begrenzt im Labor halten und vermehren. Die Hoffnung auf Fortschritte in der Stammzellforschung veranlasst schon jetzt Menschen dazu, das Nabenschnurblut ihrer Kinder einlagern zu lassen. Eventuell könnten diese Zellen im Erwachsenenalter zur Heilung geschädigter Gewebe genutzt werden.

Stammzellforschung in Deutschland –Recht und Ethik

In Deutschland ist die Entnahme menschlicher embryonaler Stammzellen durch das Embryonenschutzgesetz (ESchG) verboten, ebenso die Verwendung überzähliger Embryonen, die bei einer künstlichen Befruchtung entstehen. Erlaubt ist laut Stammzellgesetz lediglich die Forschung mit bereits existierenden humanen Stammzelllinien aus dem Ausland, die vor dem 1.Mai 2007 hergestellt wurden.

Schutz und Menschenwürde werden im christlichen Glauben bereits der befruchteten Eizelle, direkt nach der Verschmelzung zwischen Ei- und Samenzelle, noch vor der Einnistung in die Gebärmutter (3.-4. Tag), zugesprochen. In der jüdischen und anglikanischen Glaubenslehre beginnt das Menschsein erst mit der Einnistung des Keimlings in die Gebärmutter und wird mit dem 40. Tag nach der Befruchtung angesetzt. Hier und in anderen Kulturkreisen bestehen daher keine ethischen und politischen Bedenken bei der labortechnischen Nutzung der embryonalen Zellhaufen.

Stammzelltherapie nach Herzinfarkt – Stand der Forschung

Bei der embryonalen Stammzellenforschung ist es gelungen, gezielt Herzzellen zu erzeugen. Wenn im Labor die pluripotenten Zellen unbehandelt wachsen können, entstehen nach und nach verschiedenste Zelltypen. Um sich aber nur die Zellen herauszupicken, die später zu Herzzellen werden, greift man in die molekularbiologische Trickkiste: Die DNA der embryonalen Stammzellen wird modifiziert. Sobald nun eine dieser Zellen den Weg einer Herzzelle eingeschlagen hat, produziert sie einen zusätzlichen Baustein. Anhand dieses Bausteins und mittels spezieller Verfahren können die Zellen erkannt und aussortiert werden. Durch die Modifikation der DNA wird sozusagen jede entstehende Herzzelle automatisch mit einem Etikett versehen. Aus embryonalen Stammzellen konnten Herzvorläuferzellen gewonnen werden. Mit den erhaltenen Zellen konnten die Forscher zerstörtes Herzgewebe regenerieren, allerdings bislang nur bei Mäusen. Dazu wurden bei Labormäusen künstlich Herzinfarkte ausgelöst. Anschließend wurden 100.000 Herzvorläuferzellen in die frisch entstandene Schadstelle injiziert. Die Ergebnisse sind bislang viel versprechend. Die Mäuse erholten sich von ihrem Infarkt. In mikroskopischen Untersuchungen zeigte sich, dass sich die eingebrachten Zellen in rhythmisch kontrahierende Herzmuskelzellen verwandelt hatten. Dort wo vorher nur vernarbtes Gewebe gewesen war, waren neue Herzmuskelzellen entstanden.

Eine israelische Forschergruppe in Haifa hat die Technik bereits ein Stück weitergeführt und auf humane embryonale Stammzellen übertragen. Den Wissenschaftlern dort gelang es, menschliche Herzvorläuferzellen zu gewinnen. Intensiver erforscht als die embryonalen Stammzellen sind die adulten Stammzellen. Seit vielen Jahren werden diese Stammzellen aus dem Knochenmark bereits erfolgreich in der Behandlung verschiedener Blutkrebsarten eingesetzt.

Die Behandlung eines Herzinfarkt-Patienten mit adulten Stammzellen aus Knochenmark erfolgte erstmals im März 2001 an der Düsseldorfer Universitätsklinik. Eine Verbesserung der Schlagkraft und der Durchblutung des Herzmuskelgewebes konnte beobachtet werden. Die Behandlung bewirkte auch bei über 1000 weiteren Patienten eine Verbesserung der Herzleistung, wenn auch in unterschiedlicher Ausprägung.

Stammzellen - Allheilmittel der Zukunft?

Sowohl in der embryonalen als auch in der adulten Stammzellenforschung gibt es noch viel wissenschaftlichen und ethischen Klärungsbedarf.

In der embryonalen Stammzellenforschung muss untersucht werden, wie gut sich eine transplantierte Zelle in das Wirtsgewebe einfügt und dort die Funktionen übernimmt. Am Beispiel des Herzens bedeutet dies, dass die eingebrachte Zelle nicht nur rhythmisch kontrahiert, sondern auch keine Herzrhythmusstörungen auslösen darf. Bei einer Herztherapie mit adulten Stammzellen ist zu klären, was die Stammzellen überhaupt im Herzmuskel bewirken und wie effizient sie sind. Da in beiden Bereichen hoch teilungsfähige Zellen zum Einsatz kommen, muss das Risiko ausgeschlossen werden, dass es zur Bildung von Krebs kommen könnte. Die Gefahr der Tumorbildung ist jedoch bei embryonalen Stammzellen, aufgrund ihres pluripotenten Charakters, größer als bei der Verwendung der multipotenten, adulten Stammzellen. Außerdem gilt es in der embryonalen Stammzellenforschung die Gefahr einer Abstoßung zu untersuchen. Die eingebrachten Zellen dürfen nicht vom Wirtsorganismus als fremd erkannt und abgewehrt werden. Eventuell wäre hier eine Bank mit verschiedenen Stammzell-Linien anzulegen entsprechend den wichtigsten Immunitätstypen des Menschen. Ähnliche Banken existieren bereits bei der Knochenmarkstransplantation. Neben den natur-wissenschaftlichen Aspekten gilt es auch zu klären, inwiefern und unter welchen Vorraussetzungen die embryonale Stammzellenforschung ethisch und rechtlich vertretbar ist.

Stand 2009

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