Regenerative Medizin: Differenzierung zu Herzgewebe gezielt steuern

Das Herz in der Petrischale

Zukunftsvision: Herzgewebe aus dem Labor (Bild: TU Wien)
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An einer Alternative zur Transplantation von Spenderherzen arbeiten Forscher an der TU Wien: Sie entwickeln Substanzen, mit denen man funktionsfähige Herzzellen wachsen lassen kann.

Embryonale Stammzellen können sich zu beliebigen Gewebetypen weiterentwickeln. Adulte Stammzellen können sich auch noch in unterschiedliche Zelltypen umwandeln, haben aber schon ein deutlich geringeres Differenzierungspotenzial. „Welche Mechanismen die Differenzierung von Stammzellen zum Gewebe im Detail beeinflussen ist heute bei Weitem noch nicht verstanden“, sagt Prof. Marko Mihovilovic vom Institut für Angewandte Synthesechemie an der TU Wien. Seiner Forschungsgruppe gelang es nun allerdings, Substanzen herzustellen, mit denen sich diese Differenzierung ganz gezielt steuern lässt: So kann man Vorläuferzellen zu neuem Herzgewebe werden lassen, das schließlich direkt in der Petrischale zu schlagen beginnt.

„Von verschiedenen Substanzen ist bekannt, dass sie eine Auswirkung auf die Entwicklung von Herzgewebe haben. Wir haben systematisch Verbindungen mit cardiogenem Potential synthetisiert und getestet“, erklärt Thomas Linder, der zusammen mit Kollegin Moumita Koley an der TU Wien über die Differenzierung von Herzgewebe arbeitet. Diese maßgeschneiderten Substanzen werden dann an der Medizinischen Universität Wien an den Vorläuferzellen von Mäusen getestet. „Mit unseren neuen Triazin-Derivaten gelang eine dramatische Effizienzsteigerung im Umwandeln von Vorläuferzellen zu Herzzellen im Vergleich zu bereits bekannten Substanzen, die bislang erprobt wurden“, sagt Marko Mihovilovic. Das Team der TU Wien hat die neuen Verbindungen inzwischen patentiert – und Prof. Mihovilovic wurde mit dem silbernen Inventum-Preis des Österreichischen Patentamtes ausgezeichnet.
Der entscheidende Vorteil der Syntheseverfahren, die an der TU Wien entwickelt wurden, ist ihre Flexibilität: „Unsere modularen Synthesestrategien kann man mit Lego-Bausteinen vergleichen: Aus sehr einfachen Grundbausteinen lässt sich rasch ein hohes Maß an Komplexität schaffen“, sagt Marko Mihovilovic. So können viele verschiedene Abwandlungen der Substanzen hergestellt werden, ohne jedes Mal ein neues Syntheseverfahren entwickeln zu müssen.
„Wir wollen die Tür zu einer völlig neuen Art der regenerativen Medizin aufstoßen“, hofft Marko Mihovilovic. „Derzeit steht die Transplantationsmedizin im Vordergrund, doch viel besser wäre es, im Labor das passende neue Gewebe herstellen zu können – mit der Original-DNA der Patienten, sodass Abstoßungsreaktionen ausgeschlossen sind.“
Nicht nur die Differenzierung von Vorläuferzellen zu funktionalem Gewebe kann man durch chemische Signale steuern. Es ist sogar möglich, den umgekehrten Weg zu gehen und aus ausdifferenzierten Zellen wieder pluripotente Zellen zu generieren, die sich danach zu unterschiedlichen Gewebetypen entwickeln können. „Unsere Zukunftsvision ist: Wir verwenden Zellmaterial, das leicht zu entnehmen ist, etwa aus der Haut, behandeln es mit einem Cocktail verschiedener Chemikalien und lassen dadurch neues Gewebe entstehen“, sagt Mihovilovic.
Weitere Informationen: Pressemeldung der TU Wien Video auf YouTube
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