Lab-grown Mini schlagen menschliche Herzen "kann zu einer Heilung für Herzerkrankungen führen"

Herzerkrankungen sind die häufigste Todesursache in den USA. Bis 2020 wird davon ausgegangen, dass die Krankheit weltweit die häufigste Todesursache sein wird. Aber könnte eine neue Kreation von Wissenschaftlern der Abertay University in Großbritannien den Weg für eine Heilung ebnen? Das Team ist in Miniaturform gewachsen und schlägt menschliche Herzen, in denen es Herzkrankheiten auslösen kann, die es ihm ermöglichen, neu entwickelte Medikamente zu testen.

Dies ist nicht das erste Mal, dass ein menschliches Herz in einem Labor gewachsen ist. Früher in diesem Jahr, Medizinische Nachrichten heute enthüllte, wie ein Forscher von der George Washington Universität in Washington, DC, ein Miniherz schuf, das, wie er sagte, die Behandlung für Leute verbessern könnte, die Blutflußprobleme haben.

Aber laut Prof. Nikolai Zhelev, dem Leiter dieser neuesten Forschung an der Abertay-Universität, ist es zum ersten Mal möglich, Krankheiten in einem im Labor gewachsenen Herzen zu lindern.

Insbesondere gelang es Prof. Zhelev und seinem Team, eine ventrikuläre Hypertrophie in den Miniherzen zu induzieren - eine Form der Herzerkrankung, die durch eine Verdickung der Herzmuskeln gekennzeichnet ist, wodurch es schwieriger wird, Blut um den Körper herum zu pumpen.

"Bei manchen Menschen entwickelt sich ein lebensbedrohlicher Herzrhythmus, und dies ist die häufigste Ursache für plötzlichen Tod bei jungen Menschen", sagt Prof. Zhelev. "Obwohl es Behandlungen gibt, helfen diese nur, die Symptome zu kontrollieren und es gibt derzeit keine Heilung."

Aber er und sein Team, die kürzlich ihre Forschung als 5. Weltkongress für Biotechnologie in Spanien vorgestellt haben, hoffen, dass ihre kleinen menschlichen Herzen zu einer solchen Heilung führen könnten.

Krebs-Medikament in Mini-Herzen getestet bereits vielversprechend

Das Team verwendete Stammzellen, um die Herzen zu züchten, die nur 1 mm Durchmesser haben und sich mit etwa 30 Schlägen pro Minute zusammenziehen.

Einmal angebaut, infundieren die Wissenschaftler die Herzen mit Chemikalien, die ein abnormes Wachstum der Herzzellen verursachen, die als Kardiomyozyten bekannt sind. Dies führt dazu, dass das Herz hypertroph wird.

Biosensoren werden dann verwendet, um die Moleküle und ihre Wege, die an der ventrikulären Hypotrophie beteiligt sind, zu lokalisieren, was es dem Team ermöglicht, Medikamente zu entwickeln, die auf solche Moleküle zielen, in der Hoffnung, dass sie Herzschäden stoppen.

Und Prof. Zhelev sagt, dass eines der getesteten Medikamente - ein Präparat, das kürzlich klinische Studien der Phase 2 bei Krebspatienten abgeschlossen hat - vielversprechend ist. Die Droge konnte Hypertrophie in ihren Spuren stoppen. Prof. Zhelev sagt:

"Obwohl Herzzellen die einzigen im Körper sind, die niemals an Krebs erkranken werden, haben wir festgestellt, dass die Wege, die die Moleküle in hypertrophen Herzen durchlaufen, ähnlich denen von Molekülen in Krebszellen sind. Daher dachten wir, diese neue Droge auf diese Herzen testen zu können haben den gleichen positiven Effekt. Und das hat sich sicherlich bewahrheitet. "

Prof. Zhelev gibt zu, dass einige der Medikamente, die sie bisher getestet haben, negative Auswirkungen haben, wie zum Beispiel die Erhöhung der Anzahl der Herzschläge pro Minute, so dass sie ganz aufhören. Aber natürlich ist der ganze Sinn dieser Mini-Herzen, als Modell zu dienen, um Medikamente zu finden, die gegen Herzkrankheiten wirksam sein können, aber ohne die Nebenwirkungen.

"Wir testen immer noch neue Medikamente mit diesem System, um neue Wirkstoffe mit besserer Effizienz und weniger Nebenwirkungen zu finden", sagt Prof. Zhelev und fügt hinzu:

"Sobald wir genau wissen, welche Verbindungen funktionieren und welche nicht, werden wir neue Medikamente entwickeln, die dann weiteren Tests unterzogen werden, bevor sie schließlich beim Menschen erprobt werden.

Obwohl es noch ein langer Weg ist, bis die Medikamente kommerziell verfügbar werden, sind wir sehr zuversichtlich, dass wir eines Tages in der Lage sein werden, die Entwicklung von Herzhypertrophie bei Risikopatienten zu stoppen. "

Prof. Zhelev spricht im folgenden Video mehr über die Entstehung der Miniherzen:

Beschleunigung der Drogensuche

Prof. Zhelev hofft, den Fortschritt dieser Forschung beschleunigen zu können, indem er mit Prof. Jim Bown - einem Systembiologen an der Abertay-Universität - Computermodelle entwickelt, die das Verhalten von Kardiomyozyten vorhersagen können, die einen besseren Hinweis darauf geben, wie Medikamente wirken in den Miniherzen.

Prof. Bown erklärt, dass sie bereits interaktive Modelle und Animationen entwickelt haben, die das Wachstum von Krebszellen zeigen. So können sie sehen, was passiert, wenn verschiedene Wirkstoffdosen und Kombinationen auf die Zellen angewendet werden und wie sie das Zellwachstum beeinflussen.

"Da die Signalwege in Krebszellen und hypertrophen Herzzellen einander so ähnlich sind, konnten wir diese Technologie adaptieren und auf Kardiomyozyten anwenden", sagt Prof. Bown.

Er erklärt, dass dies funktionieren wird, indem erste Daten über das Wachstum von Kardiomyozyten verwendet werden, Modelle basierend auf diesen Daten erstellt werden und dann Prof. Zhelev darüber informiert wird, welche Medikamente als nächstes getestet werden sollen. "Wir führen hier also eine Mischung aus experimenteller und theoretischer Biologie durch und verwenden dabei komplexe neue Technologien, um die Systeme, mit denen wir arbeiten, besser zu verstehen", sagt Prof. Bown.

"Letztendlich ist es das Ziel, die Anzahl der Experimente im Nasslabor zu reduzieren, die Prof. Zhelev durchführen muss, um die Medikamente zu finden, die am wahrscheinlichsten die Entwicklung von Herzhypertrophie verhindern."

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