Eine kalifornisches Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Prof. Kevin Healy von der University of California at Berkeley, Department of Materials Science and Engineering, hat eine Miniatur-Silikonplattform entwickelt, auf dem Herzgewebe für mehrere Wochen arbeiten kann. Das Miniatursystem ist geeignet, Substanzen auf Kardiotoxizität zu testen.

Ionenkanäle, durch die die Herzzellen ihre elektrischen Ströme leiten, unterscheiden sich zwischen Mensch und verschiedenen Tierspezies. Aus diesem Grunde kommt es zu unbrauchbaren Ergebnissen, wenn Medikamente am Tier getestet werden, die hinterher im Menschen zum Einsatz kommen sollen. Gerade Herzmedikamente zielen auf solche Ionenkanäle ab, so Kevin Healy, Leiter der Studie. Daher sind humanspezifische Testmodelle dringend nötig.

Die Zellen wurden aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen generiert. Die Zellen sind aneinandergereiht und rekapitulieren die Form von perimysialen Collagenfasern. Perimysium ist eine Bindegewebsschicht, die die Muskelfaserbündel umgibt. Das System wird mit Hilfe von Computervorhersagen über kleinste Kanäle nach Bedarf des Zellverbandes dynamisch perfundiert und imitieren das menschliche Gefäßsystem.

Der Herzschlag des Organoids entsprach in Ruhe dem des Menschen. Bei entsprechenden Herzmedikamenten erhöhte bzw. erniedrigte sich der Herzschlag erwartungsgemäß. Auf alle getesteten Medikamente reagierten die Zellen in erwarteter Weise.

Die Wissenschaftler haben ihre Befunde in Open-Access-Journal Scientific Reports veröffentlicht.

Anurag Mathur, Peter Loskill, Kaifeng Shao, Nathaniel Huebsch, SoonGweon Hong, Sivan G. Marcus, Natalie Marks, Mohammad Mandegar, Bruce R. Conklin, Luke P. Lee & Kevin E. Healy (2015): Human iPSC-based Cardiac Microphysiological System For Drug Screening Applications. SCIENTIFIC REPORTS 5: 8883. DOI: 10.1038/srep08883

Weitere Informationen:
http://www.rdmag.com/news/2015/03/heart-chip-aids-drug-screening
http://www.berkeley.edu/