Medizin

Frischzellen für die Pumpe

Bisher glaubte man, dass sich Zellen des Herzens nicht regenerieren können. Foto: Thinkstock

Einst war Itay Kaufmann ein richtiges Kraftpaket. »Früher konnte ich locker vier Etagen hochlaufen und dabei auch noch die Einkäufe für eine ganze Woche tragen«, sagt der 48-jährige Grafikdesigner aus Ramat Gan. »Damit war vor einem Jahr ganz plötzlich Schluss. Mir blieb die Luft weg, und ich musste mich sprichwörtlich in meine Wohnung schleppen.« Die Ursache: Herzmuskelschwäche. Es folgte eine Operation an der Herzklappe, wobei auch gleich zwei Bypässe gelegt wurden. »Das Atmen fiel mir danach wieder leichter. Aber über den Berg bin ich noch lange nicht.«

Denn wer eine defekte Herzklappe hat oder einen Herzinfarkt überlebte, bleibt nach wie vor hochgradig gefährdet, auch wenn er oder sie sich nach einer Behandlung deutlich besser fühlt. Denn hat sich das Herzmuskelgewebe erst einmal krankhaft verändert, lässt sich eine Insuffizienz allenfalls nur noch verlangsamen oder aufhalten. Aber nie wieder rückgängig machen.

Anders als Blut, Haar- oder Hautzellen können sich einmal in Mitleidenschaft gezogene Herzmuskelzellen – in der Fachsprache Kardiomyozyten genannt – beim Menschen nicht wieder regenerieren. Ihre Zellteilung kommt schon kurze Zeit nach der Geburt zum völligen Stillstand. Genau deshalb muss der Zentralmuskel, der im Normalfall 70- bis 80-mal pro Minute schlägt und am Tag satte 8000 Liter Blut durch unseren Körper pumpt, zeitlebens mit einem begrenzten Zellvorrat auskommen – so jedenfalls lautete eines der letzten in Stein gemeißelten Gesetze der Kardiologie.

Protein Doch dies wird zunehmend infrage gestellt. So auch von einem Team von israelischen Wissenschaftlern vom renommierten Weizmann-Institut in Rehovot, das zu diesem Thema gemeinsam mit Kollegen anderer medizinischer Forschungseinrichtungen in Israel sowie den Vereinigten Staaten eine Studie durchgeführt hat, deren Ergebnisse jüngst im Fachmagazin »Nature« veröffentlicht wurden.

»Wir haben dabei vor allem ein Protein unter die Lupe genommen, das Agrin heißt«, erklärt der Mediziner Eldad Tzahor vom Weizmann-Institut. »Dieses befindet sich zwischen den pränatalen Herzmuskelzellen und verschwindet relativ schnell unmittelbar nach der Geburt eines Menschen.« Tzahors Vermutung: »Agrin kontrolliert den Prozess der Regeneration der Kardiomyozyten.«

Regeneration Um herauszufinden, ob dies auch wirklich der Fall ist, haben seine Kollegen und er das besagte Protein aus den Herzen junger Mäuse extrahiert. »Dort findet sich Agrin auch noch einige Wochen nach der Geburt.« Daraufhin testeten sie dieses an verschiedenen Zellkulturen im Labor. »Sowohl beim Gewebe von erwachsenen Menschen als auch dem von Mäusen stellten sich daraufhin einige positive Veränderungen ein.« Als die Wissenschaftler dann Agrin in das beschädigte Herz einer lebenden Maus injizierten, konnten sie Bemerkenswertes beobachten.

»Innerhalb weniger Wochen regenerierte es sich weitestgehend. Sogar geschädigtes Gewebe verschwand zum großen Teil und wurde durch neue gesunde Herzmuskelzellen ersetzt. Ganz offensichtlich löst dieses Molekül eine Art Kettenreaktion aus.«

Agrin scheint sich an einen bis dato kaum erforschten Rezeptor der Kardiomyozyten anzudocken und versetzt die Zellen so in einen Zustand, wie er ähnlich bei Embryos vorzufinden ist. Zugleich gibt das Protein dabei Signale, nun mit der Zellteilung zu beginnen.

Dosierung Die Wissenschaftler in Rehovot beschäftigen sich bereits seit einigen Jahren mit Proteinen und ihren Auswirkungen auf das Herz. Vor allem das Problem der richtigen Dosierung und des zeitlichen Einsatzes schien lange Zeit schwer zu knacken gewesen zu sein. Schließlich kann ein Zuviel davon bedeuten, dass das Herz stark anschwillt und es zur Hypertrophie kommt. Das erschwert wiederum die Blutdurchfuhr.

Nun stehen vorklinische Studien an anderen Tieren auf dem Programm. Diese will man in Kooperation mit der Technischen Universität in München durchführen. Denn auch bei Salamandern und Fischen gibt es Mechanismen, die noch näher erforscht werden müssen. Sie schaffen es, ihre Herzmuskelzellen zu regenerieren, indem sie diese temporär in eine Art Schlafzustand versetzen können. Wenn sie daraus wieder erwachen, beginnen sich ihre Kardiomyozyten rasch zu teilen und ersetzen verloren gegangene oder beschädigte Zellen.

Vorsorge Für Menschen mit kardiovaskulären Erkrankungen sind das gute Nachrichten. Denn laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind diese die Ursache Nummer eins für durch Krankheiten hervorgerufene Todesfälle. Schätzungsweise 17,7 Millionen Tote weltweit gehen auf ihr Konto. Interessant sind in diesem Kontext die Zahlen aus Deutschland und Israel im Vergleich.

Laut dem »European Heart Journal« kamen 2013 hierzulande auf 100.000 Einwohner 477,2 Männer, die an Herz-Kreislauf-Erkrankungen verstorben waren, und 362,1 Frauen – ein Rückgang innerhalb der letzten zehn Jahre von rund 29 Prozent.

Im jüdischen Staat dagegen waren es auf 100.000 Einwohner nur 255 Männer und 194,9 Frauen – über 37 Prozent weniger als noch vor zehn Jahren. Die Gründe: bessere Vorsorge und gesündere Ernährung.

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