Entwicklung biologischer Herzschrittmacher der nächsten Generation
Stammzellen aus Fett in Herzschrittmacher-ähnliche Zellen umgewandelt
University of Houston Associate Professor für Pharmakologie Bradley McConnell hilft, ein neues Zeitalter der Herzschrittmacher einzuleiten, indem er Stammzellen aus Fett verwendet, sie in Herzzellen umwandelt und diese neu programmiert, um als biologische Schrittmacherzellen zu fungieren. Er berichtet über seine Arbeit im Journal of Molecular and Cellular Cardiology. Die neue biologisches Herzschrittmacher-ähnliche Zelle wird als alternative Behandlung bei Störungen des Leitungssystems, der Herzreparatur nach einem Herzinfarkt und zur Überwindung der Grenzen des elektronischen Herzschrittmachers nützlich sein.
University of Houston Associate Professor für Pharmakologie Bradley McConnell hilft, ein neues Zeitalter der Herzschrittmacher einzuleiten, indem er Stammzellen aus Fett verwendet, sie in Herzzellen umwandelt und diese neu programmiert, um als biologische Schrittmacherzellen zu fungieren.
University of Houston
"Wir programmieren die kardiale Vorläuferzelle um und leiten sie zu einer leitenden Zelle des Herzens, um elektrischen Strom zu leiten", sagte McConnell.
McConnells Mitarbeiter Robert J. Schwartz, Hugh Roy und Lillian Cranz Cullen Distinguished Professor für Biologie und Biochemie, berichtete zuvor über Arbeiten zur Umwandlung der adipogenen mesenchymalen Stammzellen, die sich in Fettzellen befinden, in Herzvorläuferzellen. Jetzt werden dieselben kardialen Vorläuferzellen programmiert, um das Herz als sinoatrialer Knoten (SAN), Teil des elektrischen Herzleitungssystems (CCS), zu erhalten.
Das SAN ist der primäre Herzschrittmacher des Herzens, der für die Erzeugung des elektrischen Impulses oder Schlages verantwortlich ist. Native Herzschrittmacherzellen sind im SAN eingeschlossen, einer kleinen Struktur, die nur aus einigen tausend spezialisierten Herzschrittmacherzellen besteht. Ein Versagen des SAN oder eines Blocks an irgendeiner Stelle im CCS führt zu Arrhythmien.
Mehr als 600.000 elektronische Herzschrittmacher werden jährlich bei Patienten implantiert, um abnormale Herzrhythmen zu kontrollieren. Das kleine mechanische Gerät wird in der Brust oder im Bauchraum platziert und nutzt elektrische Impulse, um das Herz zum normalen Schlagen zu bringen. Zusätzlich zur regelmäßigen ärztlichen Untersuchung des Gerätes kann ein elektronischer Herzschrittmacher im Laufe der Zeit seine Funktionsfähigkeit verlieren.
"Batterien werden ausfallen. Schauen Sie sich einfach Ihr Smartphone an", sagte McConnell. "Dieser biologische Herzschrittmacher ist besser in der Lage, sich dem Körper anzupassen und müsste nicht von einem Arzt gewartet werden. Es handelt sich nicht um einen Fremdkörper. Es könnte mit dem Körper wachsen und viel besser auf das reagieren, was der Körper tut."
Um die kardialen Vorläuferzellen zu konvertieren, infundierte McConnell die Zellen mit einem einzigartigen Cocktail aus drei Transkriptionsfaktoren und einem Plasmamembran-Kanal-Protein, um die Herzzellen in vitro neu zu programmieren.
"In unserer Studie haben wir beobachtet, dass der SHOX2, HCN2 und TBX5 (SHT5) Cocktail aus Transkriptionsfaktoren und Kanalprotein die Zellen in Schrittmacher-ähnliche Zellen umprogrammiert hat. Die Kombination wird die Entwicklung zellbasierter Therapien für verschiedene Herzleitungsstörungen erleichtern", berichtete er.
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