Herzzellen können gentechnisch so programmiert werden, dass sie den Herzmuskeln den Schlagtakt geben.
Wenn ein Herz seinen Takt nicht mehr aus eigener Kraft halten kann, dann hilft ein Schrittmacher: Zunächst waren die Geräte außen am Körper, 1958 wurde der erste implantiert, heute erhalten allein in den USA etwa 300.000 Patienten im Jahr einen. Die Batterien halten lang, der Rhythmus passt sich der Körperbelastung an, die Technik ist ausgereift und bewährt. Aber man kann sie nicht überall anwenden – etwa nicht bei Föten im Uterus –, und es kann zu Komplikationen kommen, etwa, wenn ein bakterienbefallener Schrittmacher ausgetauscht werden muss.
Deshalb sucht man naturnäheren Ersatz: biologische Herzschrittmacher. Drei Wege hat man eingeschlagen, zunächst jenen der gentechnischen Stärkung der Herzmuskelzellen durch den Einbau besonderer Ionenkanäle. Zur Optimierung tat man das dann in der Petrischale gentechnisch und spritze die Zellen, auf dass sie mit Zellen des Herzens fusionierten. Schließlich experimentiert man mit Herzmuskelzellen, die man im Labor aus embryonalen Stammzellen zieht; alternativ versucht man, Körperzellen in Herzmuskelzellen umzuwandeln – „somatisches Reprogrammieren“ –, präziser: Herzmuskelzellen in Sinusknotenzellen, von denen das elektrische Schlagsignal an die Muskelzellen kommt.
Menschenähnliches Versuchstier
Dies geht mit einem Gen, Tbx 18, und das muss in die Zellen hinein, daran ist die Gentechnik schon oft gescheitert. Bei Herzzellen ist es nun im „proof of principle“ gelungen, und an Versuchstieren, die dem Menschen in der Größe und anderen körperlichen Charakteristika ähnlich sind: Schweinen. Ihnen hat eine Gruppe um Eduardo Marbán (Cedars-Sinai Heart Institute, Los Angeles) Tbx 18 in andere Herzzellen gebracht: Sie haben sie zu Sinusknotenzellen reprogrammiert; transportiert wurden die Gene mit Adenoviren. Zuvor hat man den Schweinen eine Herzrhythmusstörung zugefügt („Sinusarrest“) und diese mit einem mechanischen Schrittmacher behoben.
Die reprogrammierten Zellen übernehmen dessen Funktion, breiteten sich um die Injektionsstelle aus und passten sich an die Bedürfnisse der Schweine an, gaben bei Tag einen rascheren Takt als in der Nacht (Science Translational Medicine, 16. 7.). Marbán hofft auf Tests an Menschen in drei Jahren.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 17.07.2014)