"Das Herz ist ein wirklich kompliziertes System"

Interview2. Oktober 2012, 18:57
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Stammzellenforscher und Kardiologe Kenneth R. Chien erklärt, wie sich durch die Erforschung seltener Krankheiten Rückschlüsse auf weitverbreitete Erkrankungen ziehen lassen

Standard: In Österreich gehen mehr als 42 Prozent aller Todesfälle auf das Konto von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wie ist die Situation in den USA?

Chien: Herzerkrankungen sind bei uns nach wie vor die häufigste Ursache für Krankheit und Tod. Sie verbrauchen ein Drittel des US-amerikanischen Gesundheitsbudgets. Es gibt sehr viele kardiovaskuläre Krankheiten, deren Verlauf wir verlangsamen können. Aber wir können sie nicht rückgängig machen. Anders ausgedrückt: Wir behandeln zumeist die Symptome, aber nur selten die Ursachen. Ein klassisches Beispiel für Ursachenbehandlung wären etwa Statine - Hormone, die auf den Fettstoffwechsel einwirken und den Cholesterin-Level absenken.

Standard: Sie nehmen nächste Woche an einem Kongress in Wien teil, der sich seltenen Krankheiten widmet. Inwiefern besteht hier ein Konnex zu Ihrem Forschungsgebiet, dem menschlichen Herz?

Chien: Zum Beispiel wurden die Statine bei der Erforschung einer seltenen Krankheit entdeckt. Die Krankheit wird durch eine Gen-Mutation ausgelöst, die den Cholesterinstoffwechsel stört. Die Betroffenen bekamen bereits im frühen Teenageralter Herzinfarkte. Die Erforschung von seltenen Krankheiten wirft häufig Licht auf jene Mechanismen, die auch weit verbreiteten Krankheiten zugrunde liegen.

Standard: Was könnte man im Prinzip tun, um die Folgen ei- nes Herzinfarktes rückgängig zu machen?

Chien: Herzinfarkte lösen eine irreversible Schädigung des Herzmuskels aus. Momentan sind Herztransplantationen die einzige Option, um den Schaden rückgängig zu machen. Allerdings ist die Zahl der Spenderherzen in den USA rückläufig, während die Zahl der Infarkte stetig zunimmt. Das ist eines der größten Probleme der klinischen Kardiologie. Aus diesem Grund suchen viele Forscher nach Alternativen: Das können Herzschrittmacher sein oder Stammzellen, die man in das geschädigte Herz einbringt - in der Hoffnung, dass sie den Muskel regenerieren. Aber es ist noch zu früh, um abschätzen zu können, was dieser Ansatz einmal bringen wird. Man könnte das Herz auch mit Proteinen behandeln, um zusätzliche Herzmuskelzellen zu erhalten - in etwa so, wie man momentan Blutarmut behandelt: Das Hormon Epo regt die Stammzellen des Knochenmarks zur Herstellung von roten Blutkörperchen an.

Standard: Wie würde das im Detail funktionieren?

Chien: Meine Mitarbeiter und ich haben kürzlich Vorläuferzellen entdeckt. Das ist eine Unterfamilie von Stammzellen, die sich in unterschiedliche Herzzellen differenziert. Die Behandlung würde zu einer Aktivierung dieser Zellfabriken führen.

Standard: Haben Sie bereits Faktoren entdeckt, die diese Vorläuferzellen anregen könnten?

Chien: Noch haben wir nichts publiziert, daher möchte ich nichts Genaueres verraten - aber wir arbeiten daran.

Standard: Was kann man mit diesen Vorläuferzellen tun?

Chien: Man kann sie zum einen verwenden, um jene Moleküle zu finden, die ihre Teilung beeinflussen. Und man könnte mit ihrer Hilfe auch künstliche Organe züchten. Wir befinden uns natürlich erst ganz am Beginn dieser Entwicklung. Im Prinzip könnte man diese Stammzellen aus dem Kühlschrank nehmen und damit unterschiedliche Herzgewebe im Reagenzglas herstellen.

Standard: Sie haben 2009 eine Arbeit in "Science" veröffentlicht, in der Sie diese Strategie bereits umgesetzt haben - zumindest ansatzweise.

Chien: Ja, wir haben Herzmuskelzellen auf einem Polymer wachsen lassen. Aber um eines klarzustellen: Das war nur ein Machbarkeitsnachweis. Der künstliche Herzmuskel war lediglich ein paar Zelllagen dick und wäre nicht mehr als ein Heftpflaster für das Herz. In diesem Entwicklungsstadium wird man das sicher keinem Patienten transplantieren. Die entscheidende Frage ist nun: Wie könnte man Blutgefäße wachsen lassen, die den künstlichen Herzmuskel auch versorgen?

Standard: Wie haben sich die Herzmuskelzellen im Reagenzglas verhalten?

Chien: Wir haben nachgewiesen, dass sich aus Stammzellen hergestellte Herzmuskelzellen genauso verhalten wie solche, die aus dem lebenden Herzen gewonnen wurden. Beide zeigen im Reagenzglas synchrone Kontraktionen. Was eine interessante Frage aufwirft: Wie könnte man ein künstliches Muskeltransplantat mit dem Herz im Körper synchronisieren? Meiner Meinung nach würde das am ehesten mit einem technischen Gerät funktionieren. Die entsprechenden Operationstechniken stünden jedenfalls bereit. Mittlerweile ist es etwa möglich, die Herzklappen von Patienten auszutauschen, ohne den Brustkorb zu öffnen.

Standard: Wie lange könnte es dauern, bis das in klinischen Studien oder gar bei Therapien umgesetzt wird?

Chien: Das passiert jedenfalls nicht in den nächsten paar Jahren. Wir befinden uns noch im experi-mentellen Stadium. Um die Behandlung von Patienten zu verbessern, braucht es meiner Ansicht nach drei Dinge: Science, Science und Science. Die Grundlagenforschung ist die Basis aller Dinge. Wir können froh sein, wenn sich von fünfzig verschiedenen Versuchen einer in der Praxis bewährt.

Standard: Wie würde die Kombination aus Technik und künstlichem Herzmuskel funktionieren?

Chien: Man bräuchte ein Gerät in der Größe einer Münze, das die Kontraktionen des Herzmuskels registriert und an das Transplantat weiterleitet. Beide müsste man an der Oberfläche des Herzes anbringen.

Standard: Ein anderer Ansatz zur Behebung von Herzproblemen wäre Gentherapie.

Chien: Mein Kollege Roger Hajjar und ich haben nachgewiesen, dass sogenannte adeno-assoziierte Viren für die Herztherapie geeignet wären. Wir haben diese Viren als Vehikel für Gene verwendet, um Mäuse zu behandeln. Das eingebrachte Gen beeinflusst Kalzium-Pumpen in Herzmuskelzellen und verbessert deren Kontraktion. Die herzkranken Mäuse wurden dadurch schließlich wieder gesund.

Standard: Ein Herz schlägt während eines durchschnittlich langen Lebens circa 2,5 Milliarden Mal. Eigentlich erstaunlich, oder?

Chien: Absolut, und wir wissen noch immer nicht genau, wie es das tut. Zumal, wenn man bedenkt, dass es seine Arbeitsfrequenz stetig an die körperliche Aktivität anpasst. Wenn die Herzfunktion beeinträchtigt ist, leiden alle anderen Organe darunter. Das Herz ist nicht nur eine Pumpe - das anzunehmen wäre ein großer Irrtum. Es ist ein wirklich kompliziertes System, das von der Evolution optimiert wurde. (Robert Czepel/DER STANDARD, 3. 10. 2012)


Wissen: Herzschmerz und dies und das
Gebrochene Herzen gibt es nicht nur im metaphorischen Sinne. Wie Mediziner der University of Glasgow 2007 herausgefunden haben, erhöht der Tod des Lebenspartners die Wahrscheinlichkeit für einen tödlichen Herzinfarkt. Frauen sind von diesem Effekt doppelt so stark betroffen wie Männer. Gesundheitspolitisch bedeutender dürften jene Herzschäden sein, die auf Bewegungsarmut und Fehlernährung zurückgehen. Schätzungen zufolge mussten die europäischen Gesundheitssysteme für Herz-Kreislauf-Krankheiten allein im Jahr 2006 rund 110 Milliarden Euro aufwenden. Tendenz stark steigend. Laut einer Untersuchung des World Economic Forum und der Harvard University werden Diabetes, Herz-Kreislauf- und Lungen-Krankheiten der Weltwirtschaft in den nächsten 20 Jahren mehr als 20 Billionen Euro kosten. Sogenannte Lebensstil-Erkrankungen sind keine Erfindung unserer Zeit. Computertomografien an mehr als 3000 Jahre alten Mumien zeigen nämlich: Auch die Mitglieder der wohlhabenden Gesellschaftsschicht des Alten Ägypten litten frühzeitig an Gefäßverkalkung. Die Ursachen dürften die gleichen gewesen sein wie heute: zu viel Essen, zu wenig Bewegung. (cz)

  • KENNETH R. CHIEN ist Professor am Department of Stem Cell and 
Regenerative Biology der Harvard University in Cambridge sowie am 
Massachusetts General Hospital. Er erhielt für seine Forschungen unter 
anderem den Pasarow Foundation Award. Er tritt bei den "Days of 
Molecular Medicine" auf, die vom 8. bis 10. Oktober zum Thema "seltene 
genetische Erkrankungen" in Wien (Palais Liechtenstein) stattfinden und 
vom Institut für Molekulare Biotechnologie, IMBA, aber auch von der 
Münchner Ludwig-Maximilians-Universität organisiert werden.
    foto: archiv

    KENNETH R. CHIEN ist Professor am Department of Stem Cell and Regenerative Biology der Harvard University in Cambridge sowie am Massachusetts General Hospital. Er erhielt für seine Forschungen unter anderem den Pasarow Foundation Award. Er tritt bei den "Days of Molecular Medicine" auf, die vom 8. bis 10. Oktober zum Thema "seltene genetische Erkrankungen" in Wien (Palais Liechtenstein) stattfinden und vom Institut für Molekulare Biotechnologie, IMBA, aber auch von der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität organisiert werden.

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