Das Herz klopft in der Petrischale

Wiener Forschern ist es gelungen, schlagende Herzmuskelzellen in der Petrischale zu züchten. Chemikerin Moumita Koley ist dafür für den Staatspreis Patent nominiert.

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Gleichmäßig, fast hypnotisch und vollkommen selbstständig pulsiert der Teppich aus winzigen Herzmuskelzellen in der Petrischale. Schöpferin dieser autonomen Zellen ist die junge Chemikerin Moumita Koley.

Nicht umsonst ist sie beim Staatspreis Patent, der am 9. November von Technologieministerium und Patentamt vergeben wird, Anwärterin auf den Preis in der Kategorie Hedy Lamarr, der an besonders herausragende weibliche Forscherinnen vergeben wird.

Unter der Leitung von Marko Mihovilovic, Vorstand des Instituts für Angewandte Synthetische Chemie der TU Wien, ist es der aus Indien stammenden Wissenschaftlerin und ihrem Team nach vier Jahren gelungen, autonom schlagendes Herzmuskelgewebe in der Laborschale zu erschaffen. Und zwar mittels chemischer Verbindungen und ohne die Verwendung embryonaler Stammzellen.

„Bisher war das große Problem, dass man embryonale Stammzellen brauchte, um Gewebe künstlich herzustellen“, erklärt Mihovilovic. Wächst ein neues Lebewesen im Mutterleib heran, nimmt jede Zelle eine bestimmte Funktion im Organismus ein und entwickelt sich zum Beispiel zur Leber-, Nerven- oder Muskelzelle. Diesen Vorgang nennt man Differenzierung.

 

Vorläuferzellen aus Muskeln

Embryonale Stammzellen weisen noch keinerlei Differenzierung auf, aus ihnen entstehen später sämtliche Zellen des Körpers. Deshalb heißen sie omnipotente Stammzellen. Sie sind jedoch, weil aus Embryonen gewonnen, schwer zugänglich und ethisch umstritten.

Und darin liegt die Innovation der neu entdeckten Methode. „Wir haben es geschafft, funktionstüchtiges Herzmuskelgewebe aus Vorläuferzellen der Skelettmuskulatur, die man relativ einfach beim Erwachsenen entnehmen kann, herzustellen“, so Mihovilovic. „Und das ausschließlich mit chemischen Verbindungen, nicht wie bisher mit biologischen Stimuli.“ Das könnte bedeutsame Folgen für die Medizin haben.

Denn der Herzmuskel kann sich nicht selbst regenerieren. Stirbt Gewebe bei einem Herzinfarkt ab, wird es vom Körper nicht mehr nachgebildet, sondern durch Narbengewebe ersetzt, was zu Funktionsverlust des Herzens führt. Mit der neuen Methode könnten diese Schäden mit körpereigenem, neu gezüchtetem Gewebe repariert werden.

„Vor fünfzehn Jahren galt das alles noch als Science-Fiction, heute werden diese Forschungsergebnisse in absehbarer Zeit zu Studien an Patienten und realistischen Therapiemethoden führen“, ist Mihovilovic überzeugt.

Bisher wurde ausschließlich mit Mäusezellen gearbeitet, vom konkreten Einsatz in der Medizin ist man zum jetzigen Zeitpunkt noch einige Schritte entfernt.

 

Keine Science-Fiction mehr

Auch sehen die Chemiker Koley und Mihovilovic ihre Arbeit als getan an, nun müssten die Mediziner übernehmen. „Wir haben gezeigt, dass sich nicht-regenerationsfähiges Gewebe regenerieren kann, das war unser Etappensieg. Wir haben eine Tür zu einem grundlegenden Problem aufgestoßen, jetzt können andere hindurchgehen und sehen, was im Raum dahinter möglich ist“, so Mihovilovic.

Und was könnte alles möglich sein? Obwohl die Wissenschaft mittlerweile in den Prozess eingreifen kann, verstanden sind die molekularen Prozesse, die hinter der Differenzierung stehen, noch lange nicht. Auf der ganzen Welt arbeiten Forschungsgruppen derzeit an Wegen, auch andere nicht-regenerationsfähige Gewebe wie Nervenzellen oder Insulin produzierende Zellen der Bauchspeicheldrüse herzustellen. Dies könnte zum Beispiel Möglichkeiten zur Behandlung von Querschnittslähmung oder Diabetes eröffnen.

Für ihre neue Methode der künstlichen Zelldifferenzierung bekam die TU gemeinsam mit der Med-Uni Wien, die ebenfalls an dem Projekt beteiligt war, ein Patent erteilt und wurde schon mit dem silbernen Inventum-Preis ausgezeichnet.

Moumita Koley hofft, dass besonders Auszeichnungen wie der Hedy-Lamarr-Preis weibliche Forscherinnen ermutigen, sich in der Wissenschaft zu etablieren.

„Es gibt noch immer sehr wenige Frauen in der Wissenschaft“, so Koley, die inzwischen wieder in ihre Heimat zurückgekehrt ist, wo sie am renommierten Indian Institute of Science unterrichtet. „Preise wie dieser ermutigen dazu, Ideen und Visionen zu verwirklichen, und es bedeutet mir viel, dafür nominiert zu sein.“ [ Foto: privat ]

("Die Presse", Print-Ausgabe, 29.10.2016)

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