Forscher schaffen realistischere synthetische menschliche Miniherzen

Dank der Fortschritte bei der Entwicklung patentierter synthetischer, menschenähnlicher Herzen, die erstmals an der Michigan State University entwickelt wurden, können Forscher die Entwicklung des menschlichen Herzens und angeborene Herzerkrankungen an hochpräzisen Modellen untersuchen. Pünktlich zum amerikanischen Herzmonat im Februar erleichtert dies die Entwicklung neuer Therapien und Arzneimittel zur Behandlung verschiedener Herzerkrankungen.

Diese Mini-Herzorganoide ähneln in Größe und Entwicklung fötalen menschlichen Herzen und werden immer komplexer und realistischer. Das MSU-Forschungsteam, das die Miniherzen entwickelt hat, veröffentlichte seine Ergebnisse erstmals im Jahr 2020. Sie haben sich schnell zu einem weltweit führenden Unternehmen auf diesem Gebiet entwickelt und ihre neuesten Fortschritte wurden in veröffentlicht Naturkommunikation Und Stammzellberichte.

Aitor Aguirre, außerordentlicher Professor für Biomedizintechnik und Leiter der Abteilung für Entwicklungs- und Stammzellbiologie am Institut für Quantitative Gesundheitswissenschaft und -technik der MSU, erklärte, dass die Einführung realistischer Modelle für die Entdeckung wirksamer und klinisch übersetzbarer Lösungen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen von entscheidender Bedeutung sei . Schätzungsweise 21 Millionen Todesfälle pro Jahr stehen im Zusammenhang mit dieser Erkrankung, einschließlich Erkrankungen des Herzens und der Blutgefäße. Und diese Zahl wächst.

„Obwohl man davon ausgeht, dass 90 % der Herz-Kreislauf-Erkrankungen vermeidbar sind, sind sie zur häufigsten Todesursache in der entwickelten Welt geworden“, sagte Aguirre. „Dank der Fortschritte in der Stammzelltechnologie und der Biotechnik können wir menschliche Herzen züchten und untersuchen. Dies wird medizinische Ansätze zur Behandlung und Vorbeugung von Herzerkrankungen und angeborenen Erkrankungen revolutionieren, indem es uns hilft, die Krankheitsmechanismen zu verstehen.“

„Wir gehen davon aus, dass in Zukunft weniger Patienten eine Behandlung benötigen werden und dass die Entwicklung neuer Medikamente für diejenigen, die eine Behandlung benötigen, weniger Zeit in Anspruch nehmen wird“, fügte er hinzu. „Gerade bei angeborenen Defekten ist Prävention die beste Lösung. Deshalb können die Mini-Herz-Organoide unsere Herangehensweise an die Gesundheitsversorgung wirklich verändern.“

Als Beispiel erklärte Aguirre, dass Pharmaunternehmen Medikamente vom Markt nehmen würden, wenn sich herausstelle, dass sie kardiotoxisch seien. Die Möglichkeit, die Toxizität im Voraus vorherzusagen, könnte Geld und Zeit sparen und das Risiko eines Medikamentenversagens verringern.

Die Mini-Herz-Organoide werden mit gespendeten pluripotenten Stammzellen von Erwachsenen entwickelt. Ihre zelluläre Komplexität und physiologische Relevanz ermöglichen die Untersuchung der Entwicklung und Erkrankung des menschlichen Herzens in einer Schale in einem bisher nicht gekannten Ausmaß.

„Wir haben mit diesen Organoiden ein Modell erstellt, um die Auswirkungen von mütterlichem Diabetes in jedem Entwicklungsstadium auf das fetale Herz zu untersuchen“, sagte Aguirre. „Das ist die Definition von Präzisionsmedizin. Wir können die Wissenschaft nutzen, um die klinische Praxis präziser zu gestalten.“