Wissenschaftler lassen aus Stammzellen menschliches Herzgewebe schlagen.

Wissenschaftler haben in einem Labor unter Verwendung von Stammzellen menschliches Herzgewebe gezüchtet.

Das konstruierte Gewebe könnte als Modell eines menschlichen Vorhofs (Oberkammer) verwendet werden, so dass Forscher im Rahmen des präklinischen Screenings neue Medikamente testen können. Dies könnte zu einer schnelleren und effizienteren Methode zur Entwicklung neuer Therapien für Herzerkrankungen wie Vorhofflimmern führen – wo eine Person einen unregelmäßigen Herzschlag hat, der das Risiko von Schlaganfall und Herzinsuffizienz erhöhen kann.

Thomas Eschenhagen vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und Kollegen bauten auf die Forschung zur Entwicklung von Kardiomyozyten-Herzmuskelzellen. Zunächst entwickelten die Wissenschaftler Herzzellen auf der Basis von Hühnern, Ratten und Mäusen. Seit 2011 arbeiten sie mit menschlichen Stammzellen zusammen, um Kardiomyozyten herzustellen.

In der neuesten Studie, die in der Zeitschrift Stem Cell Reports veröffentlicht wurde, zeigt das Team, wie es in der Lage war, 3D-Herzgewebe zu kultivieren, das schlagen kann, Gene zu exprimieren und auf Medikamente zu reagieren, ähnlich wie ein echtes menschliches Herz. Um das Herzgewebe zu bilden, behandelte das Team die Stammzellen mit einem Vitamin-A-Metaboliten (einer am Stoffwechsel beteiligten Substanz), der sie in Herzzellen umwandelte.

„Unsere menschlichen Herzmuskelstreifen in der Schale kommen der menschlichen Physiologie näher, was den prädiktiven Wert dieser Tests besser macht als bestehende Tierversuche“, sagte er gegenüber Newsweek.

Eschenhagen sagte, dass sie zwar nicht perfekt sind, aber die Struktur und Funktion der Kardiomyozyten sehr nahe an der des realen menschlichen Herzmuskels liegt. Ein zusätzlicher Vorteil sei, dass das künstlich hergestellte Gewebe über mehrere Wochen hinweg verwendet werden könne – „etwas, was man mit keiner anderen Methode erreichen kann. Wir sind ziemlich begeistert davon und haben zahlreiche Labore weltweit hinter uns, einschließlich der FDA.“

Das Team will nicht ein ganzes menschliches Herz wachsen lassen – „Ich persönlich finde das Ziel zu ehrgeizig“, erklärte Eschenhagen. Sie glauben jedoch, dass es verwendet werden könnte, um künstliche Herzmuskelpflaster herzustellen. Sie suchen derzeit nach Schweinemodellen für diese Arbeit und hoffen, sich auf den Menschen zu bewegen.

„Eine weitere große Frage, die wir bald beantworten werden, ist, ob aus[Stammzelle]-abgeleiteten Kardiomyozyten/entwickelten Herzmuskelgeweben nützliche Vorhersagen für die individuelle Herzmuskelfunktion getroffen werden können, z.B. bei Patienten mit erblichen Herzerkrankungen“, sagte er.

Marta Lemme, Erstautorin der Studie, sagte in einer Erklärung: „Für uns besteht der nächste Schritt darin, verschiedene Mittel zur Induktion von Arrhythmien zu testen, Mechanismen des elektrischen Umbaus von Vorhofflimmern zu untersuchen und neue potenzielle Medikamente zu testen.“

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