Konstruktion von künstlichem Herzgewebe aus Herzzellen der Maus

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methode zur Herstellung von künstlichen Herzgeweben aus Herzzellen neonataler Mäuse (mEHTs) entwickelt. Dabei erwiesen sich folgende Faktoren als entscheidend: 1) Anwendung von unselektionierten atrialen und ventrikulären Herzzellen; 2) passagere Zellzyklusinhibition mit AraC; 3) Supplementierung mit Wachstumsfaktor-reduziertem Matrigel; 4) Kultur unter 40% Sauerstoff; 5) Medium-supplementierung mit T3 und ITS+1; 6) Kultur unter auxotonischer Dehnung. Der Vorteil dieser dreidimensionalen Kultur in Form von mEHTs im Gegensatz zu herkömmlichen zweidimensionsalen Zellkulturen besteht in der möglichen Messung kontraktiler Parameter unter standardisierten Bedingungen in traditionellen Organbädern. Neben physiologischen Parametern wie der positiv inotropen Reaktion auf Erhöhung der extrazellulären Calciumkonzentration, zeigten mEHTs herzmuskelspezifische Effekte auf pharmakologische Interventionen mit Isoprenalin und Carbachol. Strukturell setzten sich mEHTs vornehmlich aus in einer kompakten Matrix eingebetteten Muskelstrukturen zusammen. Letztere bildeten in der Regel einen kompakten Muskelstrang aus mehrschichtig organisierten, hoch differenzierten und längsorientierten Kardiomyozyten. Die erfolgreiche Konstruktion von mEHTs aus Kardiomyozyten transgener Tiere sowie die aufgezeigte Möglichkeit zur adenoviralen Transduktion von mEHTs deutet auf die Anwendung von mEHTs als vielfältig einsetzbares transgenes Herzmuskelmodell hin.