Foto: APA/dpa/Patrick Pleul

Mit Spinnenseide zum künstlichen Herzmuskelgewebe

15. August 2017, 07:30

Forscher erzeugten im Labor ein Seidenprotein der Gartenkreuzspinne, das sich für die Reparatur geschädigten Herzgewebes eignet

Bayreuth/Wien – Spinnenseide fasziniert Forscher aus den unterschiedlichsten Disziplinen. Gemessen an ihrer Masse ist sie fast viermal so belastbar wie Stahl, gleichzeitig aber enorm elastisch, leicht, wasserfest, hitzestabil und mitunter sogar antibakteriell. Denkbare Anwendungen gibt es vor allem in der Medizin: Erst kürzlich berichteten Wiener Forscher, dass Fäden aus der Seide der goldenen Radnetzspinne als Stützstruktur bei der Reparatur von Nervenzellen dienen können.

Geht es nach einer aktuellen Studie von deutschen Forschern, könnte in der Spinnenseide auch der Schlüssel zur künstlichen Herstellung von Herzgewebe liegen: Wie sie im Fachblatt "Advanced Functional Materials" berichten, konnten sie im Labor ein künstliches Seidenprotein entwickeln, das sich dafür eignen dürfte. Konkret geht es um eines von mehreren Proteinen, die der Seide ihre Struktur und mechanische Festigkeit verleihen.

Herzgewebe aus dem 3-D-Drucker

Bereits zuvor hatten Forscher der Universität Erlangen-Nürnberg herausgefunden, dass sich ein Protein aus der Seide des indischen Seidenspinners besonders gut als Gerüstmaterial eignet, um Herzgewebe herzustellen. Bislang war es jedoch nicht möglich, das Protein in verlässlicher Menge und Qualität herzustellen. "Nun ist es gelungen, ein rekombiniertes Seidenprotein der Gartenkreuzspinne in größeren Mengen und bei gleichbleibender hoher Qualität zu produzieren", sagte Koautor Thomas Scheibel von Universität Bayreuth.

Um das im Labor hergestellte Seidenprotein eADF4(κ16) für die Herstellung von Herzgewebe zu nutzen, brachten die Forscher einen dünnen Film des Proteins auf einen Glasträger auf, worauf dann andere Zellen (Bindegewebszellen oder Blutgefäßzellen) platziert wurden. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die für Hypertrophie (die Vergrößerung von Herzmuskelzellen etwa bei Sportlern oder Schwangeren) verantwortlichen Faktoren auch zu einem Volumenwachstum bei den Herzmuskelzellen führten, die auf eADF4(κ16)-Film gezüchtet worden waren.

In Kombination mit 3-D-Druckverfahren, für die sich Spinnenseide hervorragend eigne, sei das ein erster Schritt in Richtung künftiger Verfahren zur Produktion funktionellen Herzgewebes. Scheibel: "Funktionierendes Herzgewebe kann sehr bald künstlich hergestellt werden. Die Frage ist nun, wann und wie dies in der Klinik ankommt." (red, 15.8.2017)