Forscher stellen im Labor Herzmuskelzellen aus Spinnenseide her

Sind Herzmuskelzellen einmal abgestorben, bringt nichts sie wieder zum Leben. Meist sind Infarkte die Ursache. Der Patient ist danach dauerhaft geschädigt. Man könnte die nicht mehr funktionierenden Zellen durch neues Gewebe ersetzen. Doch das dreidimensional zu züchten ist bisher nicht möglich.

Forscher der Universitäten Erlangen-Nürnberg (FAU) und Bayreuth haben jetzt einen Weg gefunden, Herzmuskelzellen im Labor herzustellen. Im Prinzip war es schon lange klar, wie es gehen könnte. Fibroin, das Protein der Spinnenseide, könnte als Gerüst verwendet werden, an und in dem Herzmuskelzellen heranwachsen. Professor Felix Engel aus der Nephropathologischen Abteilung des Universitätsklinikums der FAU hatte die Eigenschaften der Seide des Indischen Seidenspinners untersucht und bereits gezeigt, dass es sich als Gerüstmaterial eignet. Doch es stand bisher nicht in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung.

Bakterien produzieren Spinnenseide

Das hat Professor Thomas Scheibel, Inhaber des Lehrstuhls für Biomaterialien an der Universität Bayreuth, mit seinem Team geändert. Den Forschern aus der Wagnerstadt gelang es, das Seidenprotein der Gartenkreuzspinne mit Hilfe von manipulierten Bakterien (Escherichia coli) im Bioreaktor herzustellen. Jana Petzold aus dem FAU- Team und Tamara Aigner aus der Bayreuther Arbeitsgruppemachten sich schließlich gemeinsam daran, auf der Basis des synthetischen Spinnenproteins mit der wissenschaftlichen Bezeichnung eADF4(κ16) Herzmuskelzellen zu züchten.

Sie beschichteten eine Glasscheibe mit einem Film aus Seidenprotein. Dieses ist von Natur aus elektrisch positiv geladen. Deshalb zieht er – wie ein Magnet ein Stück Eisen – negativ geladene Körperzellen an. Das Team versuchte es mit Herzmuskelzellen, aber auch mit Blutgefäß- und Bindegewebszellen. Es funktionierte immer.

Herzsegmente aus dem Labor

Das Team verglich die im Labor heranwachsenden Zellen mit denen, die sich auf einem Protein namens Fibronektin entwickeln. Dieses ähnelt der natürlichen Umgebung der Herzzellen. Es gab keine Unterschiede. Damit ist jetzt der Weg frei zur Zucht von dreidimensionalen Herzzellen. Das Gerüst aus eADF4(κ16) lässt sich mit Hilfe eines 3D-Druckers erstellen. Eingetaucht in eine Nährlösung wächst dann ein neues Herz heran, zumindest aber ein Teil davon.

via FAU

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