Winzige Mini-Herzen revolutionieren die Sicherheitstests für neue Medikamente

Winzige Mini-Herzen revolutionieren die Sicherheitstests für neue Medikamente

Forschende haben winzige, schlagende Herzmodelle entwickelt, um die Sicherheit neuer Medikamente zu testen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) und der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) schufen diese Organoide, die menschliches Herzgewebe nachahmen. Die Mini-Herzen könnten die Art und Weise revolutionieren, wie die Herztoxizität von Arzneimitteln untersucht wird, bevor sie an Patientinnen und Patienten verabreicht werden.

Die Herz-Organoide bestehen aus menschlichen Stammzellen und vereinen Muskelzellen, Fibroblasten, Endothelzellen und mesenchymale Stammzellen. Diese Strukturen schlagen eigenständig und reagieren auf elektrische Stimulation – ganz wie ein echtes Herz. Durch die Analyse von Rhythmus, Struktur und Genaktivität können Forscher schädliche Arzneimittelwirkungen frühzeitig erkennen.

Das Team hat bereits nachgewiesen, dass das Modell mit Wirkstoffen wie Mavacamten funktioniert, das die Herzkontraktionen beeinflusst. Die Organoide können zudem Krankheiten wie Herzinfarkte, unregelmäßige Herzrhythmen und vergrößerte Herzen nachbilden. Im Gegensatz zu kurzfristigen Labortests überleben diese Mini-Herzen mindestens 30 Tage, was Langzeitstudien zu Medikamenten ermöglicht.

Um das Modell noch realistischer zu gestalten, fügen die Forschenden nun Immunzellen hinzu. Makrophagen, die aus Stammzellen gewonnen werden, helfen dabei, die Auswirkungen von Entzündungen auf die Arzneimitteltoxizität zu untersuchen. Dieser Schritt bringt die Organoide der menschlichen Biologie ein Stück näher und verbessert die Vorhersage realer Körperreaktionen.

Das neue System mit Herz-Organoiden bietet eine präzise Methode, um die Sicherheit von Medikamenten vor klinischen Studien am Menschen zu überprüfen. Es kann Krankheiten modellieren, Langzeitwirkungen testen und nun sogar Immunreaktionen einbeziehen. Dieser Ansatz könnte die Risiken in der Arzneimittelentwicklung verringern und die Zulassung sicherer Medikamente beschleunigen.