Herzmuskelzellen in den Infarkt treiben

Dem Herzinfarkt einen Schritt näher
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"Worauf Ischämieschäden beruhen, ist auf molekularer und zellulärer Ebene bisher nicht ausreichend verstanden", so Prof. Benndorf, Direktor des Instituts für Herz-Kreislauf-Physiologie am Klinikum der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Grund: Den Wissenschaftlern war es bislang nicht gelungen, wesentliche Funktionen isolierter Zellen unter ischämischen Bedingungen zu studieren. "Das Problem bestand bisher darin, definierte ischämische Bedingungen für eine einzelne isolierte Herzmuskelzelle herzustellen und die Sauerstoffzufuhr minutiös genau zu regulieren und so einen Herzinfarkt zu simulieren", erläutert Benndorf.

Und genau dieses Problem haben Prof. Benndorf und sein Forscherteam nun gelöst. Sie haben Glaschips entwickelt, an deren Oberfläche winzige Kammern mit Mikrostrukturtechniken aufgebracht sind. In diese Kammern setzten die Forscher unter dem Mikroskop einzelne Herzmuskelzellen von Mäusen ein. Die Kammern sind nur wenig größer als die Zellen selbst: 150 Mikrometer (Tausendstel Millimeter) lang, 40 Mikrometer breit und 32 Mikrometer tief.

In der Kammer sind die Zellen vollständig von nur wenig Nährlösung umschlossen, gerade so wie eine Sardine in einer geöffneten Dose. "Über die umgebende Luft an der Oberseite der Kammer wird die Zelle mit großer Genauigkeit mit Sauerstoff beliefert", erläutert Prof. Benndorf das Prinzip. Dazu lassen die Elektrophysiologen von der Universität Jena mit Wasserdampf gesättigte Luft über die Zellkammer strömen. Wird die Luft durch das Gas Argon ersetzt, sinkt der Sauerstoffgehalt. Je nach Strömungsgeschwindigkeit des Gases lässt sich der Sauerstoffdruck so in definierten Schritten steuern. "So können wir den Zellen sprichwörtlich die Luft abdrehen und sie damit in einen 'Herzinfarkt' mit einem sehr gut definierten Grad treiben", sagt Benndorf.

MEDICA.de; Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena