Ein Durchbruch in der kardiologischen Forschung: Das “Herz auf einem Chip”

Forscher am Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine, das mit der Université de Montreal verbunden ist, haben ein Gerät entwickelt, das die elektrische Aktivität, Mechanik und Physiologie eines menschlichen Herzens akkurat simuliert.

Das “Herz auf einem Chip” wurde mithilfe eines Bioinks im 3D-Biodruckverfahren hergestellt und verspricht, das spezifische Wesen individueller Herzerkrankungen besser zu verstehen. Zusätzlich soll es die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden unterstützen und deren Wirksamkeit in automatisierter, hochdurchsatzfähiger Weise präzise beurteilen.

Das von einem Team unter der Leitung von UdeM-Pharmakologieprofessor Houman Savoji und Doktorand Ali Mousavi entwickelte Gerät und sein Bioink werden in einer Studie in der Fachzeitschrift Applied Materials Today beschrieben.

Da das Herz ein lebenswichtiges Organ ist, kann seine Aktivität nicht direkt auf zellulärer Ebene “live” analysiert werden. Daher ist ein “Herz auf einem Chip” von großer Bedeutung. Es handelt sich dabei um ein ringförmiges Gewebe, das aus den eigenen Zellen des Patienten besteht und die Komplexität des menschlichen Herzens so genau wie möglich nachbildet.

Diese Geräte werden normalerweise individuell in Labors auf nicht-standardisierte Weise hergestellt.

“Unsere Forschung hat es ermöglicht, die 3D-Biodrucktechnologie einzusetzen, um standardisierte Herzen-auf-einem-Chip viel schneller und präziser herzustellen”, sagte Savoji. “Darüber hinaus zeigen unsere Ergebnisse, dass gedruckte Geräte besser funktionieren als manuell hergestellte.”

Die ringförmigen Herzgewebe werden mit einem Bioink gedruckt, das die Stammzellen des Patienten enthält.

“Wir haben ein Bioink entwickelt, das die Eigenschaften des Herzens am besten reproduziert, wie zum Beispiel Elastizität und elektrische Leitfähigkeit, und das für den 3D-Biodruck geeignete Eigenschaften hat”, erklärte Mousavi, der Erstautor der Studie, der an der Technischen Hochschule für Biomedizinische Technik seine Promotion absolviert.

Das Gerät eröffnet neue Perspektiven für die Identifizierung neuer Medikamente, fügte er hinzu.

“Der nächste Schritt wird darin bestehen, gesunde und erkrankte Herzzellen zu vergleichen, um solide Modelle für kardiale Pathologien zu entwickeln. Dadurch können wir auch die Wirkung neuer therapeutischer Moleküle auf Zellen sicher und präzise testen.”

Das ultimative Ziel ist es, die Zellen von Herzerkrankungspatienten zu verwenden, um ihre Herzerkrankungen zu modellieren und die Wirksamkeit der für ihren Zustand verfügbaren Behandlungen zu validieren – ein großer Schritt in Richtung personalisierter Medizin.

FAQs:

1. Was wurde am Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine entwickelt?
Antwort: Forscher haben am Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine ein Gerät entwickelt, das die elektrische Aktivität, Mechanik und Physiologie eines menschlichen Herzens simuliert.

2. Wie wurde das “Herz auf einem Chip” hergestellt?
Antwort: Das “Herz auf einem Chip” wurde mithilfe eines Bioinks im 3D-Biodruckverfahren hergestellt.

3. Was ist das Ziel des entwickelten Geräts?
Antwort: Das Gerät soll helfen, individuelle Herzerkrankungen besser zu verstehen, die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden zu unterstützen und deren Wirksamkeit präzise zu beurteilen.

4. Wo wurde das Gerät und sein Bioink beschrieben?
Antwort: Das Gerät und sein Bioink wurden in einer Studie in der Fachzeitschrift Applied Materials Today beschrieben.

5. Warum ist ein “Herz auf einem Chip” von großer Bedeutung?
Antwort: Das Herz kann nicht direkt auf zellulärer Ebene analysiert werden, daher ist ein “Herz auf einem Chip” wichtig, um die Aktivität des Herzens genau nachzubilden.

Definitions:
– Bioink: Ein Tintenmaterial, das in der Biofabrikation verwendet wird, um Zellen und Gewebe zu drucken.
– 3D-Biodruckverfahren: Ein Verfahren, bei dem biologisches Material in einer dreidimensionalen Struktur gedruckt wird, um Gewebe oder Organe herzustellen.

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