Wissenschaftler enthüllen atemberaubendes Video von schlagendem Herzgewebe aus menschlichen Stammzellen.

Ein Stück Herzgewebe, das wie ein echtes Organ schlägt, wurde aus menschlichen Stammzellen hergestellt.

Der Strang des „menschlichen“ Herzens zieht sich zusammen, wie ein echtes Organ.

Videomaterial zeigt das Herzmaterial, das regelmäßig zuckt, und Forscher sagen, dass es in seiner Struktur den oberen Herzkammern, den sogenannten Vorhöfen, ähnlich ist.

Sie behaupten, dass das im Labor gewachsene Herzgewebe funktioniert und wie ein echtes Herz auf Medikamente reagiert und es könnte zur Behandlung von Vorhofflimmern – der häufigsten Art von Arrhythmie – verwendet werden.

Mehr als 33 Millionen Menschen weltweit leiden an der Erkrankung, die Blutgerinnsel und Herzinsuffizienz verursachen kann.

Es ist das erste Mal, dass menschliches Vorhof-Herzgewebe in vitro aus einer grundsätzlich unbegrenzten Quelle von hiPSCs gewonnen wird“, sagt Erstautorin Marta Lemme, Doktorandin am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf.

Dies könnte sowohl für akademische Labors als auch für die pharmazeutische Industrie nützlich sein, denn um potenzielle neue Medikamente zu testen, müssen wir ein in vitro-Modell für Vorhofflimmern erstellen.

Und der erste Schritt dazu ist die Gewinnung von Zellen, die den menschlichen atrialen Kardiomyozyten ähneln.

Forscher erzeugten Herzmuskelzellen oder Kardiomyozyten aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC).

Pluripotente Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in eine Vielzahl von verschiedenen Zellen zu differenzieren, je nachdem, was der Körper benötigt.

Sie befinden sich im Knochenmark, unter anderem im Körper, und sind die vielseitigsten Zellen eines erwachsenen Menschen.

Nur embryonale Stammzellen sind anpassungsfähiger und werden als totipotent definiert.

Forscher haben das Gewebe des künstlichen Herzens so gestaltet, dass es spezifisch den Zellen in den Vorhöfen des Herzens ähnelt.

Die Neuheit dieser Studie ist die Kombination der hiPSC-Differenzierung in atriale Kardiomyozyten mit einer 3D-Umgebung“, sagt Frau Lemme.

Tatsächlich haben wir gezeigt, dass die 3D-Umgebung die Differenzierung zu einem atrialen Phänotyp im Vergleich zur Standard-2D-Kultur begünstigt.

Ein besonderer Wert unserer Studie ist der direkte Vergleich unseres 3D-gefertigten Herzgewebes mit nativem menschlichem Vorhofgewebe, das von Patienten auf molekularer und funktioneller Ebene gewonnen wurde.

Weltweit leiden mehr als 33 Millionen Menschen an Vorhofflimmern, und es wird angenommen, dass die Erkrankung zunimmt.

Die Erkrankung beinhaltet unkoordinierte hochfrequente Kontraktionen in den Vorhöfen und erhöht das Risiko von Blutgerinnseln, Schlaganfällen und Herzinsuffizienz.

Bestehende Behandlungen, wie z.B. Antiarrhythmika, haben eine begrenzte Wirksamkeit und können oft unerwünschte Nebenwirkungen auslösen.

Die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung der Erkrankung wurde durch die Schwierigkeit behindert, menschliche atriale Kardiomyozyten oder Herzmuskelzellen zu isolieren und zu erhalten, um sie zu testen.

Frühere Forschungen haben Tiermodelle verwendet, aber die Wirksamkeit dieser Methode ist aufgrund des Unterschieds zwischen ihrer Physiologie und der eines Menschen begrenzt.

Diese Vorhoffunktionsstreifen stellen eine große Chance dar, Vorhofflimmern in der Schale zu modellieren und Medikamente zu testen“, sagt Frau Lemme.

Dennoch können noch Verbesserungen vorgenommen werden, um eine noch höhere Ähnlichkeit mit dem menschlichen Vorhofsgewebe zu erreichen.

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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