Dem Forscherteam der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) ist es gelungen unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann voll funktionsfähige, schlagende Herzpflaster per 3D-Druck herzustellen.
Herzmuskelschwäche- eine häufige Erkrankung
Die Herzmuskelschwäche betrifft weltweit mehr als 20 Millionen Menschen und ist eine der häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge. Bisherige Therapieansätze können den Krankheitsverlauf verlangsamen, das Herz aber nicht reparieren. Die Entwicklung neuer reparativer Therapieverfahren ist von besonderer Bedeutung, da aufgrund des demographischen Wandels die Zahl der Patienten mit Herzmuskelschwäche weiter zunimmt.
Eine mögliche Therapie: 3D-gedruckte Herzpflaster
Die Pflaster, sogenannte „Engineered Heart Muscle“ (EHM), können bei Patienten mit Herzmuskelschwäche für den Wiederaufbau von verloren gegangenem Herzmuskelgewebe unter für klinische Anwendungen geeigneten Bedingungen eingesetzt werden. Je nach Herzgröße und -Form können die EHM individualisiert und angepasst werden. Außerdem sollen sie die Herzkraft bei Steigerung der Herzfrequenz stärken. Diese natürlichen Gewebeeigenschaften machen EHM für eine direkte Anwendung als Herzpflaster sowie als Testsystem für die Entwicklung und Prüfung neuer Arzneimitteln, das ohne Tierexperimente auskommt, besonders attraktiv.
Dr. Malte Tiburcy
Dr. Malte Tiburcy, Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UMG:
„Die von uns entwickelten hoch definierten Kulturbedingungen sind für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung wie auch für eine Herzreparatur ein aus unserer Sicht entscheidender Durchbruch.“
Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann
Und Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann fügt hinzu:
„Auf Grundlage des von uns entwickelten Verfahrens bereiten wir aktuell die weltweit erste klinische Studie zum Herzmuskelaufbau über Herzpflaster in Patienten mit Herzmuskelschwäche vor.“
Wie die EHM gefertigt werden
Herzmuskelzellen werden aus menschlichen pluripotenten Stammzellen gewonnen und mit Bindegewebszellen in Kollagen vermischt. Unter definierten Kulturbedingungen in 3D-gedruckten Kulturformen lassen sich so Herzmuskelgewebe mit unterschiedlicher Form und Funktion erzeugen. Die Funktion der von Prof. Zimmermann und seinem Team entwickelten Herzgewebe lässt sich mit bloßem Auge ohne Zuhilfenahme von Mikroskopen nachverfolgen, dabei werden klassische Eigenschaften von menschlichem Herzgewebe sichtbar und messbar. Dies ist für eine Anwendung in der Arzneimittelentwicklung und Herzreparatur von zentraler Bedeutung.
