Forscher kopieren komplettes Organ auf einen Chip
Nachgeahmtes Mini-Herz setzt Meilenstein in Medikamenten-Forschung
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Herzschlag: Komplexe Systeme auf einem Chip (Foto: Kevin Healy) |
Berkeley/Bethesda (pte014/09.03.2015/13:00) Ein völlig funktionsfähiges Netzwerk aus pulsierenden Herzmuskelzellen auf einem kleinen Silikon-Chip hat ein Forscherteam von der University of Berkeley http://cjc.edu entwickelt. Mit diesem Hightech-Organ könnten zukünftig sehr viel effektiver Tests von Medikamenten durchgeführt werden, denn Tierversuche sind nicht nur umstritten, sondern oft auch ungenau.
"Unser Chip ist nicht einfach nur ein simpler Nachbau von Zellen. Wir haben dieses komplexe System so designt, dass es absolut dynamisch ist. Es kopiert exakt, wie Gewebe in unseren Körpern verschiedenen Medikamenten- und Nährstoffen ausgesetzt ist", erklärt Studienautor Anurag Mathur.
Exakter Nachbau
Das sogenannte "Organ-on-a-Chip" könnte es in der Zukunft ermöglichen, sehr viel genauere und schnellere Ergebnissen zu erzielen als mit bisherigen Versuchen. Ziel ist es, Chips zur Imitation des menschlichen Gewebes zu entwickeln und komplette Funktionen von Organen nachzuahmen. "Solche Chips können in der Medikamenten-Forschung Tierversuche ersetzen", sagt der beteiligte Professor Kevin Healy.
Das innovative Projekt wird derzeit von den National Institutes of Health http://nih.gov gefördert. Bei der Entwicklung des Chips wurden echte Herzzellen auf multiplen Ebenen eingesetzt. Mikrofluidische Kanäle am Rand jedes Zellareals verkörpern Blutgefäße für den Transport der Stoffe. Zukünftig könnte diese Installation auch dabei helfen, Stoffwechselabfälle von Zellen noch genauer zu betrachten.
Eigener Herzschlag
Gerade einmal 24 Stunden nach der Installation der Herzzellen begannen diese, von alleine zu schlagen. Das Tempo lag dabei in einer völlig normalen Rate zwischen 55 und 80 Schlägen pro Minute. Im Moment verschlingt die Entwicklung eines neuen Medikaments Millionen. Beinahe 60 Prozent des Budgets werden davon bislang nur für die Entwicklungsphase genutzt. Mit Chips, die Organfunktionen real nachahmen können, wären enorme Ersparnisse möglich.
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