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25.07.2016 | Ischämische Herzerkrankungen/Koronare Herzkrankheit, KHK | Nachrichten

Zellen aus dem Knochenmark

Endotheliale Regeneration mit Progenitorzellen

Autor:
Dr. med. Ronald D. Gerste

Die vaskuläre Stammzelltherapie scheint schon einen kleinen Schritt weiter zu sein, während die klinisch relevante kardiale Regeneration noch sehr am Anfang steht. Das zeigen aktuelle Ergebnisse.

Der Tigerpython (Python molurus) ist ein beneidenswertes Geschöpf. Als Bewohner der Regenwälder und Grasländer Süd- und Ostasiens kann er frische Herzmuskelzellen synthetisieren, wenn die Notwendigkeit dafür besteht und der Sauerstoffbedarf sprunghaft ansteigt. Diese auf einer verstärkten Genexpression muskelkontraktiler Proteine beruhende Fähigkeit, die ventrikuläre Muskelmasse sehr schnell und um bis zu 40% zu erhöhen, klingt wie ein von der Natur vorgegebener Reparaturmechanismus. Doch die Schlange kuriert mit dieser Eigenproduktion kardialer Muskelzellen keine Herzleiden, sondern bringt sich in Form, für eine Art Lebensinhalt oder Lebensnotwendigkeit dieser Spezies: Den enormen metabolischen Bedarf zu befriedigen, wenn plötzlich etwas Großes verspeist wird, ein Kaninchen zum Beispiel, ein herrenloser Hund oder, wie mehrfach dokumentiert, auch einmal ein kleines Hirschkitz.

Prof. Dr. Michael Böhm, Direktor der Klinik für Innere Medizin III (Kardiologie, Angiologie und internistische Intensivmedizin) der Universität des Saarlandes, wies auf einem Symposium der Leopoldina zum Thema Stammzellen in Homburg/Saar auf die kardiale Regenerationsfähigkeit des Tigerpython hin, um deutlich zu machen, dass die menschliche Regeneration und Reparatur von Herzmuskelzellen, aber auch von Gefäßzellen vergleichsweise begrenzt ist. Sie zu verbessern, steht seit Längerem im Fokus der Forschung. Ein Hoffnungsträger könnten Stammzellen aus dem Knochenmark sein. Sie haben die Fähigkeit, unterschiedliche Gewebearten zu besiedeln, zu proliferieren und in die Zelllinie des Gastorgans zu transdifferenzieren. Orlic et al. (PNAS 2001) haben im Mausmodell nachgewiesen, dass sich diese Zellen, nach Mobilisierung mit Stem cell factor (SCF) und Granulocyte-colony-stimulating factor (G-CSF), im Infarktbereich ansiedeln und eine kardiale Reparatur einleiten können. Andere Autoren (Murry et al., Nature 2004; Balsam et al. Nature 2004) waren etwas zurückhaltender und konnten keine oder nur wenige aus Knochenmarkstammzellen entstandene Myozyten nachweisen.

Endotheliale Progenitorzellen

Während eine klinisch relevante myokardiale Regeneration momentan fraglich erscheint, so richtet sich ein anderes Augenmerk auf die vaskuläre Regeneration und die Rolle, welche endotheliale Progenitorzellen (EPC) dabei spielen können. Auch diese Zellen entstammen dem Knochenmark und haben die Eigenschaft, zu Endothelzellen zu differenzieren. EPC sind an unerwünschter, weil krankhafter Angiogenese beteiligt wie zum Beispiel bei der Ausbildung von Tumor versorgenden Blutgefäßen oder bei diabetischer Retinopathie.

Einen Meilenstein in der Einschätzung der EPC als Protektivum stellte die 2005 im New England Journal of Medicine (Werner et al.) erschienene Arbeit an 507 Patienten mit koronarer Herzkrankheit (KHK) dar, bei denen die Zahl der CD34-positiven EPC per Flow-Zytometrie ermittelt wurde. Die häufigsten kardiovaskulären Risikofaktoren in dem Kollektiv waren arterielle Hypertonie (85%), Body Mass Index ≥25 (66%) und Hyperlipid-ämie (79%).

Im Laufe der 12-monatigen Beobachtungszeit verstarben insgesamt 43 Patienten (23 an Herzinfarkt), 186 Patienten mussten hospitalisiert und 163 Patienten akut revaskularisiert werden. Die Tertile der Patienten mit dem höchsten EPC-Level hatte nach statistischer Bereinigung ein deutlich reduziertes Risiko für kardiovaskuläre Mortalität (HR: 0,31), ein erstmaliges kardiovaskuläres Ereignis zu erleiden (HR: 0,74), revaskularisiert (HR: 0,77) oder hospitalisiert (HR: 0,76) zu werden.

Dass ein niedriger Spiegel von EPC mit gefäßbedingten Leiden auch fern des Herzens assoziiert sein kann, wurde bei der Befragung und Untersuchung (auf die zirkulierenden Spiegel von EPC) von 119 männlichen Patienten mit bekannter koronarer Herzkrankheit deutlich: Ein niedriger Spiegel, insbesondere von CD133-positiven EPC, wurde als unabhängiger Risikofaktor für erektile Dysfunktion identifiziert (Baumhäkel et al., EHJ 2006).

Böhm unterstrich, dass Patienten selbst (in Maßen) einen Einfluss auf die Zahl der zirkulierenden EPC haben und wie essenziell es für den behandelnden Arzt ist, diese über den Nutzen körperlicher Aktivität zu informieren. Zahlreiche Studien haben nachgewiesen, dass Inaktivität oxidativen Stress, einen wesentlichen Schadensmechanismus vor allem an kleinen Gefäßen, erhöht, während physische Aktivität die EPC-Zahl erhöht. Zumindest im Tiermodell: Mäuse, die viel Zeit im Laufrad verbrachten, zirkulierten aufgrund des NO-vermittelten antiapoptotischen Effekts der Aktivität deutlich erhöhte EPC-Mengen.

Literatur

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