Eine Gruppe von Wissenschaftlern in Ho-Chi-Minh-Stadt hat eine Stammzellenschicht entwickelt, die als „biologisches Pflaster“ zur Wiederherstellung eines infarktbedingten Herzmuskels dienen soll, und diese erfolgreich an Mäusen getestet.
Die Forschung wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern des Ho Chi Minh City Biotechnology Center durchgeführt und im April abgeschlossen. Die Arbeit hat eine neue Forschungsrichtung in der Behandlung von Herzinfarkten mit Stammzellen eröffnet.
Dr. Pham Le Buu Truc (41 Jahre), Projektleiter, sagte, dass Herz-Kreislauf-Erkrankungen als „stille Killer“ gelten, da die Sterblichkeitsrate derzeit unter den nicht übertragbaren Ursachen am höchsten ist, höher als bei Krebs, Diabetes... Aktuell Behandlungen tragen zur Linderung der Symptome und Verlangsamung des Fortschreitens der Herzinsuffizienz bei, können jedoch nicht zur Regeneration oder vollständigen Wiederherstellung des geschädigten Herzmuskels beitragen.
Das Forschungsteam erprobte die Transplantation von Stammzellschichten in geschädigte Bereiche der Herzwand, um so die Funktion dieses Bereichs zu erhalten. Die Stammzellschicht wird mit einem „biologischen Pflaster“ im geschädigten Bereich verglichen: Sie verringert die Fibrose, trägt zum Schutz der Herzmuskelwand bei und schafft die Möglichkeit, die Herzmuskelzellen wieder zu normalisieren.
Das biologische Pflaster liegt in Gelform vor und muss UV-Licht ausgesetzt werden, um auszuhärten und sich mit der Herzwand zu verbinden. Foto: Ha An
Um das „biologische Pflaster“ zu entwickeln, wählte, isolierte und kultivierte das Team mesenchymale Stammzellen aus menschlichem Nabelschnurgewebe. Dabei handelt es sich um einen Typ Säuglingsstammzellen, der jung, gesund und leicht zu gewinnen ist, eine sehr gute Verträglichkeit aufweist und fast keine Immunabstoßung hervorruft. Gleichzeitig entwickelte das Team ein spezielles Gel und verwendete Lichttechnologie, um eine Verbindung zwischen den Stammzellen und dem Gerüst herzustellen, die dabei helfen soll, die Zellschicht nach der Einführung in den Körper zu formen.
Dieses „biologische Pflaster“ aus Stammzellen funktioniert, wenn es in die Herzwand implantiert wird. Es stellt ischämisches Herzgewebe oder abgestorbene Zellbereiche wieder her und verbessert so die Funktionsfähigkeit des Herzens.
Zur Überprüfung führte die Gruppe Tests an weißen Mäusen durch. Es wurden Mäuse operiert und eine Koronararterienligatur durchgeführt, um ein Mausmodell für einen Herzinfarkt zu schaffen, der zu Herzversagen führt. Nach 14 Tagen wählte die Gruppe ein Herzinsuffizienz-Mausmodell aus, basierend auf dem per Ultraschall ermittelten linksventrikulären Gesamtblutfraktionsindex (ein Index zur Bewertung der linksventrikulären Funktion), der auf 20 – 30 % gesunken war. In einer zweiten Operation implantierte das Team ein „biologisches Pflaster“, legte die Stammzellschicht auf den vom Infarkt betroffenen Herzbereich und überwachte zwei bis drei Wochen lang die morphologische Entwicklung, das Gewicht und andere biologische Indikatoren, um ihre Belastbarkeit zu beurteilen.
Dr. Pham Le Buu Truc, Autor einer Studie zur Entwicklung biologischer Pflaster zur Behandlung von Herzerkrankungen. Foto: Ha An
Durch echokardiografische Überwachung stellte das Team fest, dass sich die Kontraktionsfunktion des linken Ventrikels nach der Transplantation im Vergleich zur Kontrollgruppe verbesserte, und führte an Mäusen eine Herzoperation durch. Dr. Truc und seine Kollegen analysierten die histologischen Merkmale der Herzwandfibrose, den Prozess der Verbindung des „biologischen Pflasters“, das Stammzellgewebe enthält, mit Myokardgewebe von Mäusen, die Genexpression …
Als Ergebnis wurde bei der Gruppe der Mäuse mit TB2-Zellschichttransplantaten ein auf 2,4 % reduzierter Prozentsatz an Herzgewebefibrose festgestellt, der beste Wert aller getesteten Mäusegruppen. Darüber hinaus kommt es bei Stammzellschichten nicht zu einer Immunabstoßung. „Dieses Ergebnis ist eine wichtige Grundlage für die nächsten Schritte der Tests am Menschen“, sagte die Ärztin mit mehr als 15 Jahren Erfahrung in der Stammzellenforschung zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Bei klinischen Studien an Menschen treten bei der offenen Operation zum Einpflanzen von Stammzellschichten in die Herzwand zahlreiche Probleme auf, unter anderem das Risiko eines zu großen Eingriffs. Daher schlug Dr. Truc vor, eine Technik anzuwenden, bei der ein Gel mit Stammzellen in die Herzbeutelhöhle injiziert wird. Anschließend wird ein kompaktes Licht emittierendes Gerät (das dabei hilft, das Gel zu verfestigen und zu kondensieren) in den beschädigten Bereich des Herzmuskels eingeführt, um an Ort und Stelle ein „biologisches Pflaster“ aus Stammzellen zu erzeugen, das dabei hilft, das beschädigte Herzgewebe zu bedecken. Dies gilt als minimalinvasive Methode, verringert das Komplikationsrisiko und kann den Patienten viele Behandlungsvorteile bringen.
Vergrößertes Bild der Verbindung zwischen der Stammzellschicht und dem Herzmuskel in der TB2-Probe. Foto: NVCC
Dr. Bui Quoc Thang (Abteilung für Wiederbelebung – Kinderherzchirurgie, Cho Ray Hospital) bewertete die Ergebnisse der Studie als Beitrag zu vielen Ansätzen, die zu neuen Effekten bei der unterstützenden Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt, beitragen. Das Transplantat verringerte die Fibrose und verbesserte die Kontraktilität des linken Ventrikels und zeigte damit eine schützende Wirkung auf Myokardzellen bei ischämischen Zuständen. Dies kann in Kombination mit aktuellen Behandlungen wie Medikamenten, Stent-Implantation oder Koronararterien-Bypass-Operationen angewendet werden, um die Wirksamkeit aktueller Behandlungen zu erhöhen.
Dr. Thang sagte jedoch, dass für die Anwendung am Menschen noch einige präklinische Studien erforderlich seien, um den Mechanismus der Fibrosereduzierung und des Schutzes der Myokardzellen im ischämischen Zustand der Zellschicht zu klären. Dies hilft den Ärzten, die wissenschaftliche Grundlage für die nächsten Schritte der klinischen Studie zu stärken. Darüber hinaus ist für die Durchführung von Forschungen am Menschen eine Genehmigung des Gesundheitsministeriums und ein enormer Ressourceneinsatz erforderlich. Der Grund dafür ist, dass klinische Studien sehr teuer sind und ein Team klinischer Experten erfordern, die die Krankheit gut verstehen. wie man Forschung betreibt „Wenn die Forschung am Menschen erfolgreich ist, wird der Nutzen für die Wissenschaft, die Patienten und die Wirtschaft der Investition angemessen sein“, sagte Herr Thang.
Ha An
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