Mini-Herz aus dem Labor: Revolutionäre Medikamententests ohne Risiko für Patienten

Mini-Herz aus dem Labor: Revolutionäre Medikamententests ohne Risiko für Patienten

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) und der Medizinischen Hochschule Hannover haben ein Mini-Herz-Organoid entwickelt, um die Sicherheit von Medikamenten zu testen. Das Modell ahmt menschliches Herzgewebe nach und könnte die Erforschung schädlicher Wirkungen neuer Arzneimittel deutlich verbessern. Seine Entwicklung stellt einen wichtigen Fortschritt dar, um Herzschädigungen – sogenannte Kardiotoxizität – bereits vor klinischen Studien vorherzusagen.

Das Organoid besteht aus menschlichen Stammzellen, darunter Herzmuskelzellen, Fibroblasten, Endothelzellen und mesenchymale Stammzellen. Diese Kombination ermöglicht es ihm, selbstständig zu schlagen und auf elektrische Reize zu reagieren – ähnlich wie echtes Herzgewebe.

Forschende können nun die Wirkungen von Medikamenten detailliert untersuchen, etwa durch hochauflösende Analysen der Schlagfrequenz, Gewebestudien und Einzelzell-Genanalysen. Das Modell hat bereits gezeigt, dass Wirkstoffe wie Mavacamten die Herzkontraktionen verändern, insbesondere in erkranktem Gewebe. Zudem lassen sich damit Zustände wie Herzinfarkte, Rhythmusstörungen oder eine vergrößerte Herzmuskulatur nachbilden.

Im Gegensatz zu einfacheren Modellen überlebt dieses Organoid mindestens 30 Tage, was langfristige Experimente ermöglicht – etwa zur Erprobung neuer Therapien wie RNA-basierter Behandlungen. Das Team arbeitet zudem daran, Immunzellen aus derselben Stammzellquelle hinzuzufügen, um das Modell noch realistischer für humanmedizinische Studien zu machen.

Das neue Organoid-System bietet eine präzisere Methode, um die Auswirkungen von Medikamenten auf das Herz zu bewerten. Durch die Modellierung von Krankheiten und die Testung von Behandlungen über mehrere Wochen könnte es Risiken in der frühen Arzneimittelentwicklung verringern. Künftig soll das Modell weiter verfeinert werden, insbesondere durch die Integration immunologischer Komponenten, um die menschliche Biologie noch besser abzubilden.