Herzähnliche Organoide modellieren Vorhofflimmern ^{CEFR B2}

Vorhofflimmern ist ein unregelmäßiger und oft schneller Herzschlag, von dem weltweit schätzungsweise 60 Millionen Menschen betroffen sind. Jahrzehntelang blieben neue Behandlungen aus, weil es an präzisen menschlichen Herzmodellen fehlte, mit denen Krankheitsmechanismen untersucht und Medikamente getestet werden können. Ab 2020 entwickelte ein Team unter der Leitung von Aitor Aguirre an der Michigan State University die ersten funktionierenden, herzähnlichen menschlichen Organoide, die Vorhofflimmern nachbilden können.

Die drei­dimensionalen Organoide sind linsen­groß, schlagen rhythmisch und besitzen kammerähnliche Strukturen sowie ein Gefäßnetz aus Arterien, Venen und Kapillaren. Sie entstehen aus gespendeten humanen Stammzellen. Der Medizinstudierende Colin O’Hern ergänzte das Modell um Immunzellen, darunter Makrophagen, die in sich entwickelnden Herzen zur Formung und zum Wachstum beitragen. Im Modell löste das Team eine Entzündung aus und erzeugte so einen unregelmäßigen Herzschlag; ein entzündungshemmendes Medikament normalisierte den Rhythmus teilweise. Die Forschenden zeigen außerdem, dass langlebige angeborene Immunzellen die Herzentwicklung und den Herzrhythmus mitsteuern, was die Entstehung angeborener Herzfehler erklärt.

Die Gruppe arbeitet mit Pharma- und Biotechpartnern zusammen, um Verbindungen auf Wirkungen bei Arrhythmien und Herzsicherheit zu testen. An dem Projekt wirkten Mitarbeitende von MSU und Washington University mit; gefördert wurde die Arbeit unter anderem von den National Institutes of Health, der National Science Foundation und Corewell Health. Aguirre skizzierte die Vision, personalisierte Herzmodelle aus Zellen von Patientinnen und Patienten für Präzisionsmedizin zu entwickeln und eines Tages transplantationsfähiges Herzgewebe zu erzeugen.