Stammzellen Therapie bei Herzerkrankungen: Das Injizieren von lebenden oder toten Zellen löst Entzündungen aus

Eine Studie berichtet, dass das Injizieren von lebenden oder sogar toten Zellen bei der Stammzellen Therapie in die verletzten Herzen von Mäusen einen akuten Entzündungsprozess auslöst. Dieser ruft wiederum eine Reaktion hervor, um die mechanischen Eigenschaften des verletzten Bereichs zu verbessern. Der durch makrophagen Zellen des Immunsystems vermittelte sekundäre Heilungsprozess bot laut Jeffery Molkentin, PhD, Hauptforscher, Direktor des Molecular Cardiovascular Microbiology, einem Cincinnati Children's Hospital Medical Center und Professor des US-amerikanischen Zentralamts für Herzkrankheiten, einen bescheidenen Vorteil für die Herzfunktion nach einem Herzinfarkt Howard Hughes Medical Institute (HHMI).

Nutzen von Stammzellen Therapie

"Die angeborene Immunantwort veränderte akut die Zellaktivität um den verletzten Bereich des Herzens, so dass sie mit einer optimierten Narbe und verbesserten kontraktilen Eigenschaften verheilte", sagte Molkentin. "Die Implikationen unserer Studie sind sehr einfach und liefern wichtige neue Beweise für eine ungeklärte Debatte auf dem Gebiet der Herz-Kreislauf-Medizin."

Das neue Papier baut auf einer 2014 veröffentlichten Studie des gleichen Forschungsteams auf, ebenfalls in Nature. Wie in dieser früheren Studie zeigt die aktuelle Arbeit, dass die Injektion von c-kit-positiven Herzstammzellen in beschädigte Herzen als Strategie zur Regeneration von Kardiomyozyten nicht funktioniert. Die Ergebnisse veranlassten Molkentin und seine Kollegen zu der Schlussfolgerung, dass "die derzeit geplanten zelltherapiebasierten klinischen Studien neu bewertet werden müssen, um zu erfragen, wie diese Therapie tatsächlich funktionieren könnte".

Eine unerwartete Entdeckung

Die Studie arbeitete mit zwei Arten von Herzstammzellen, die Wissenschaftler derzeit in den klinischen Studien verwenden. Diese sind die mononukleären Knochenmarkzellen, sowie die Vorläuferzellen des Herzens. Als die Forscher ihre Daten unter verschiedenen Bedingungen testeten und erneut überprüften, stellten sie überrascht fest, dass neben den beiden Stammzelltypen auch das Injizieren von toten Zellen oder sogar einer inerten Chemikalie namens Zymosan Vorteile für die Patienten und das Herz durch die Optimierung des Heilungsprozesses brachte. Zymosan ist eine Substanz, die eine angeborene Immunantwort auslösen soll.

Die Forscher berichteten, dass die Stammzellen Therapie in dieser Studie die Reaktionen der Immunzellen veränderten. Dadurch verringert sich die Bildung von zusätzlichem zellulärem Matrix-Bindegewebe in den Verletzungsbereichen signifikant. Gleichzeitig verbessern sich auch die mechanischen Eigenschaften der Narbe selbst. Die Autoren schlussfolgerten: "Mit Stammzellen injizierte Herzen erzeugten mit zunehmender Dehnung eine signifikant größere Veränderung der passiven Kraft, ein Profil, das eher wie bei unverletzten Herzen war."

Molkentin und seine Kollegen stellten auch fest, dass sie Stammzellen Therapie und andere therapeutische Substanzen wie Zymosan direkt in die Herzen rund um den Bereich der Verletzung injizieren müssen. Dies steht im Gegensatz zu den meisten früheren klinischen Studien an Menschen, in denen Forscher aus Gründen der Patientensicherheit einfach Stammzellen in den Kreislauf injizierten.

"Die meisten aktuellen Studien waren auch falsch angelegt, weil sie Zellen in das Gefäßsystem infundieren", erklärte Molkentin. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass das injizierte Material direkt in das Herzgewebe gelangen muss, das die Infarktregion flankiert. Hier findet die Heilung statt und die Makrophagen können ihre Magie entfalten. Die Forscher stellten außerdem auch einen interessanten Befund fest. Bei diesem ist Zymosan eine chemische Verbindung, die an ausgewählte Mustererkennungsrezeptoren bindet, um eine akute angeborene Immunantwort auszulösen. Die Verwendung von Zymosan zur Behandlung von verletzten Herzen bei Mäusen führte zu einem etwas größeren und länger anhaltenden Nutzen für verletzte Gewebe als die Injektion von Stammzellen oder toten Zelltrümmern.

In die Zukunft schauen

Molkentin sagte, dass er und andere kooperierende Wissenschaftler nach Wegen suchen werden, die heilenden Eigenschaften der getesteten Stammzellen und Verbindungen zu nutzen. In Anbetracht der Tatsache, dass Herzstammzellen, Zelltrümmer und Zymosan eine akute angeborene Immunantwort mit Makrophagen auslösten, erklärte Molkentin, dass sie eine Theorie testen werden, die die selektiven Heilungseigenschaften von Makrophagen nutzt. Dies schließt das Polarisieren oder biologische Anordnen von Makrophagen ein, um nur heilungsähnliche Eigenschaften zu haben. Weitere Tests könnten therapeutisch sehr wichtig sein, um zukünftige Behandlungsstrategien zu entwickeln.