Überleben und Funktion bioingenieurtechnischer Herztransplantate

EINFÜHRUNG: Patienten mit kongenitalen Herzfehlern benötigen häufig Transplantatmaterial zur Reparatur von Herzfehlern. Derzeit verfügbares Transplantatmaterial hat jedoch kein Wachstumspotential und ist nicht kontraktil sowie thrombogenic. Wir haben ein viables Herztransplantat entwickelt, das in der Gewebekultur spontan kontraktiert, indem wir Zellen aus dem ventrikulären Herzmuskel von fötalen Ratten in ein biologisch abbaubares Material einimpften. Wir berichten über unsere Untersuchungen zum Überleben und zur Funktion dieses bioengineering Herztransplantats in vitro und in vivo. METHODEN UND ERGEBNISSE: Ein mit Kardiomyozyten angereicherter Zellinokulum, der aus ventrikulärem Herzmuskel von fötalen Ratten gewonnen wurde, wurde in ein Stück Gelfoam (Upjohn, Ontario, Kanada), ein biologisch abbaubares Gelatinegeflecht, eingepflanzt, um das Transplantat zu bilden. Bei den in vitro-Studien wurden die Wachstumsverläufe der Zellen innerhalb des Transplantats durch die Erstellung von Wachstums-Kurven und durch histologische Untersuchungen bewertet; in den in vivo-Studien wurde das Transplantat 7 Tage kultiviert und dann entweder in das subkutane Gewebe der Beine von erwachsenen Ratten oder auf das Myokard-Scargewebe in einem kryoinjurierten Rattenherz implantiert. Fünf Wochen später wurde das Transplantat histologisch untersucht. Die inokulierten Zellen hefteten sich an das Gelatinegeflecht und wuchsen dreidimensional in der Gewebekultur, wodurch ein schlagendes Herztransplantat entstand. Sowohl im subkutanen Gewebe als auch im Myokard-Scar wuchsen Blutgefäße aus dem umgebenden Gewebe in das Transplantat. Das in das subkutane Gewebe implantierte Transplantat kontrahierte regelmäßig und spontan. Bei der Implantation auf Myokard-Scargewebe überlebten die Zellen im Transplantat und bildeten Verbindungen mit den Zellen des Empfängerherzens. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Das ventrikuläre Zellsystem von fötalen Ratten kann dreidimensional in einem Gelatinegeflecht wachsen. Die Zellen im Transplantat bildeten Herzgewebe und überlebten und kontrahierten spontan sowohl in der Gewebekultur als auch nach subkutaner Implantation. Zukünftige Versionen dieses bioengineering Herztransplantats könnten letztlich zur Reparatur von Herzfehlern eingesetzt werden.