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2015|16 Jahresbericht Fraunhofer IGB - KARDIALE STAMMZELLDIFFERENZIERUNG UND NICHT-INVASIVES MONITORING

68 KARDIALE STAMMZELLDIFFERENZIERUNG UND NICHT-INVASIVES MONITORING Eva Brauchle, Nian Shen, Shannon Layland, Svenja Hinderer, Katja Schenke-Layland Herausforderung Herz-Kreislauf-Erkrankungen rotz einer ielzahl an neu ent ickelten edikamenten und Diagnosemöglichkeiten sowie bedeutender Fortschritte in der ardiologie und Herzchirurgie sind rkrankungen des Herz reislauf stems laut ahlen der eltgesundheitsorga- nisation noch immer die odesursache ummer eins elt eit a ei sind häu g der Herzmuskel oder die Herzkla en etroffen ine chädigung dieser Ge e e kann unterschied liche rsachen ha en isikofaktoren ie auchen und ungesunde rnährung k nnen eis iels eise zum Herzinfarkt führen er auch ange orene rankheiten sind als rsache von rgan oder Ge e eversagen ekannt Im er achsenen Menschen kann jedoch nach einer Schädigung keine Rege- neration erfolgen, as die eistungsfähigkeit des Herzens und somit auch die Lebensqualität dieser Patienten erheblich mindert ine ielzahl von issenschaftlern ar eitet daher mit dem gro en iel, die normale eistungsfähigkeit des Herzens iederherzustellen oder geeignete ests steme zu ent ickeln, die es ermöglichen, neuartige Therapien und Medikamente an einem menschlichen odell zu testen Primär isolierte schla- gende Herzmuskelzellen k nnen in vitro nicht kultiviert er- den m ein funktionales Herzmuskeltests stem aufzu auen, muss auf tammzellen zurückgegriffen erden Humanes Herzmuskeltestsystem aus embryonalen Stammzellen inige issenschaftliche tudien ha en zeigen k nnen, dass em r onale tammzellen unter uga e chemischer Faktoren zu funktionalen Herzmuskelzellen differenzieren ir verfol- gen die Strategie, eine möglichst physiologische Umgebung zu schaffen, damit nicht nur eine ifferenzierung, sondern auch eine eifung zu funktionalen Herzmuskelzellen erfolgt Dafür haben wir einen sogenannten Stretch-Flow-Bioreaktor ent ickelt, der eine ultur dieser ellen unter de nierten ug und cher eans ruchungen erm glicht hne die uga e von chemischen ifferenzierungsfaktoren und rein durch eine biomechanische Stimulation reifen sowohl murine als auch humane em r onale tammzellen zu schlagenden Herzmus- kelzellen heran, die ie im Herzmuskel einen alziumtrans ort erlau en urch uga e von offein erden die chlagfre- uenz und der alziumeinstrom erh ht era amil, das im Herzen leitungsverz gernd irkt, zeigt einen gegensätzlichen ffekt In zukünftigen tudien soll ein rägersu strat ver en- det erden, um eine dreidimensionale ultur zu eta lieren In vorherigen tudien konnten ir zeigen, dass elektroges on- nene rägersu strate zur ultur von glatten uskelzellen und Herzkla enzellen geeignet sind uf asis dieser sehr vielversprechenden Ergebnisse erhoffen wir uns, durch den insatz von elektroges onnenen rägersu straten ein Herzmuskeltests stem auf auen zu k nnen Markerfreie Überwachung der kardialen Stammzelldifferenzierung ie Identität der aus em r onalen tammzellen differenzier- ten Herzmuskelzellen zu ü er rüfen, ist ein ichtiger chritt ei der Herstellung eines ests stems lassischer eise ird zur nterscheidung von tammzellen und Herzmuskelzellen die ression von arker Proteinen untersucht olche immunz tologischen ach eise erfordern allerdings eine Manipulation der Zellen, was diese für die kontinuierliche er achung des ifferenzierungsverlaufs im ioreaktor un rauch ar macht 1 MEDIZIN

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