Geförderte Projekte

2011

• Forschung zur Stammzelltherapie

  Wie gewinnt man Herzmuskelzellen?

  Das mit einer Fördersumme von 57.500 Euro für zwei Jahre dotierte Dr.-Rusche-Forschungsprojekt ging 2011 an Dr. med. Markus Krane vom Deutschen Herzzentrum München für sein Forschungsvorhaben: „Kardiomyozytäres Programmieren von embryonalen und induzierten pluripotenten Stammzellen durch definierte Faktoren”.

  

  Preisverleihung auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie in Stuttgart (v.l.n.r.):Prof. Dr. Hellmut Oelert, Deutsche Stiftung für Herzforschung; Dr. Markus Krane, Deutsches Herzzentrum München, Prof. Dr. Friedhelm Beyersdorf, Universitätsklinikum Freiburg.

  Ziele der Untersuchungen sind neue Lösungsansätze, um aus induzierten pluripotenten Stammzellen ausreichend verfügbare Vorläuferzellen für eine biologische Herzmuskelreparatur durch Zelltherapie zu erhalten. Ein Ziel dieser Zelltherapie ist der Wiederaufbau von Herzmuskelgewebe, etwa bei Patienten, die nach einem Herzinfarkt Herzmuskelgewebe verloren haben und infolgedessen an einer Herzmuskelschwäche leiden. Eine solche Erkrankung wird als ischämische Kardiomyopathie bezeichnet. Seit einigen Jahren wird der Einsatz von Stammzellen für die Neubildung von Herzmuskelzellen zur biologischen Herzmuskelreparatur erprobt, insbesondere für die Therapie der ischämischen Kardiomyopathie. Dabei gelten kardiale Vorläuferzellen, die aus sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) differenziert werden, derzeit als eine der aussichtsreichsten Zellpopulationen in der Neubildung von Herzmuskelzellen. Allerdings müssen diese kardialen Vorläuferzellen zuerst in ausreichender Menge innerhalb eines sinnvollen Zeitintervalls aus iPS gewonnen werden können.

  Vorläuferzellen in großen Mengen gebraucht

  

  Differenzierung von embryonalen Stammzellen im Reagenzglas (Progenitorzellen grün).

  Für die Forschung besteht die Schwierigkeit darin, kardiale Vorläuferzellen aus embryonalen Stammzellen (ES) oder iPS effizient zu vervielfältigen, um eine ausreichende Menge zu einem bestimmten Zeitpunkt für eine eventuelle Transplantation zur Verfügung stellen zu können. Im Rahmen eines Herzinfarkts gehen durchschnittlich etwa eine Milliarde Herzmuskelzellen verloren. „Deswegen suchen wir nach Lösungsansätzen, durch die ES und iPS im Reagenzglas (in vitro) deutlich effizienter zu kardialen Vorläuferzellen differenziert werden können”, erklärt Dr. Krane.

  Barrieren beim Einsatz von ES

  Der Einsatz von ES, die auch als pluripotente Stammzellen bezeichnet werden, weil sie alle Zelltypen, auch Herzmuskelzellen, bilden können, ist aus ethischen Gründen gesetzlich stark eingeschränkt. Ebenfalls besteht bei ES die Problematik der Immuninkompatibilität der aus ihnen gewonnenen Kardiomyozyten zum Transplantat-Empfänger. Durch die Entwicklung der iPS-Technologie konnten Dr. Krane zufolge diese beiden Barrieren bereits erfolgreich überwunden werden. Da es sich bei iPS ebenfalls um pluripotente Zellen handelt, weisen diese, wie auch die ES-Zellen, bei Transplantation in ein Zielorgan im undifferenzierten Zustand ein erhöhtes Risiko für die Bildung von Tumoren auf. „Kardiale Vorläuferzellen, die über die in-vitro Differenzierung gewonnen werden, sollten ein eingeschränktes bis zu vernachlässigendes Potential für eine Tumorbildung aufweisen, da sich diese Zellen in ihrem Zustand bereits dem eines Kardiomyozyts annähern”, sagt Dr. Krane.
  In der Arbeitsgruppe an der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie des DHM, die für dieses Projekt mit dem Cardiovascular Research Center der Harvard Medical School in Boston (USA) zusammenarbeitet, sind gentechnisch veränderte ES/iPS-Reporterzelllinien etabliert worden. Die verwendeten Zelllinien erlauben über eine Fluoreszenzmarkierung eine zuverlässige Identifizierung sowohl von kardialen Vorläuferzellen als auch von adulten Herzmuskelzellen. Durch die Kombination dieser Reporterzelllinien ist es möglich, die kardiomyozytäre Differenzierung von ES/iPS zu beurteilen und durch die gezielte Überexpression von ausgewählten Transkriptionsfaktoren bzw. durch die Zugabe von unterschiedlichen Wachstumsfaktoren effizienter zu gestalten.

2010

• Forschung zu künstlichen Aortenklappen

  Lassen sich Aortenklappen für Kinder entwickeln, die sich dem Körperwachstum anpassen?

  Die Dr. Rusche-Projektförderung wurde erstmals 2010 mit einer Fördersumme von 50.000 Euro für zwei Jahre an die Arbeitsgruppe von Dr. med. Hassina Baraki, Medizinische Hochschule Hannover, für ein Forschungsvorhaben zum Herzklappenersatz bei Kindern vergeben.

  

  Die Auszeichnung, die mit einer Fördersumme von 50.000 Euro für zwei Jahre verbunden ist, übergab Prof. Dr. Hellmut Oelert, Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats der Deutschen Stiftung für Herzforschung in Anwesenheit des Testamentsvollstreckers Jörg Essig aus Würzburg. Ausgezeichnet wurde die Arbeitsgruppe um Dr. Hassina Baraki.

  In dem Forschungsvorhaben soll untersucht werden, inwieweit es möglich ist, künstliche Aortenklappen zu entwickeln, die – im Kindesalter eingesetzt – während des allgemeinen Körperwachstums mitwachsen. Durch derartige Prothesen könnten Kindern mit angeborenen oder erworbenen Defekten der Aortenklappe nach der ersten Klappenoperation risikoreiche Folgeoperationen erspart werden.