Herz mit Tabletten (Foto: IMAGO, Imago -)

Forschen am Modell

Das Herz im Reagenzglas

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SWR2 Wissen: Aula. Gespräch mit Christina Schmid

Wenn man analysieren will, ob ein eventuell zukünftiges Medikament Nebenwirkungen auf das Herz macht, muss man nicht unbedingt auf Versuchstiere zurückgreifen. Eine neue Methode erlaubt das Forschen an einem Miniherzen auf einem Elektrodenchip.

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Welche Zellenarten benötigt man für diese Art der Forschung? 

Die angehende Pharmakologin Christina Schmid arbeitet mit "induzierten pluripotenten" Stammzellen. Das heißt: Diese Zellen stammen nicht von einem Embryo, sie sind also ethisch unbedenklich. Man gewinnt sie zum Beispiel aus ganz normalen Fettzellen eines Menschen, die man im Labor mit bestimmten Proteinen zurück in einen Stammzellmodus verwandeln kann. Diese reprogrammierten Zellen haben dann die Eigenschaft von Stammzellen: Sie können sich in alle möglichen Zellen differenzieren. Christina Schmid verwandelt diese Stammzellen in Herzmuskelzellen, die sich in einer Nährlösung befinden und ab einer gewissen Zeit zu schlagen beginnen.

Was kann man mit diesen Zellen machen?

Schmid "bettet" diese Zellen um, sie kommen auf einen Elektrodenchip. Mit dessen Hilfe kann nun gemessen werden, was in elektrischer Hinsicht an und in den Herzmuskelzellen passiert, wenn man bestimmte Medikamente hinzu gibt.

Hat man etwa ein noch unerprobtes neues Medikament gegen Herzrhythmusstörungen, kann man mit diesem Minilabor, das so eine Art Elektrokardiogramm erstellt,  genau sehen, ob das Mittel hilft oder nicht. Diese Methode hilft also bei der Herstellung und Erprobung neuer Medikamente.

Kann man damit Tierversuche ersetzen?

Das sei im Moment ein großes Thema, sagt Schmid, tatsächlich könne man mit diesen stammzellabgeleiteten Zellsystemen schon jetzt und erst Recht in Zukunft Tierversuche reduzieren, was gerade für das Gebiet der Sicherheitspharmakologie wichtig sei. Ergänzt würden diese Systeme oftmals noch mit Computersimulationen. Allerdings habe die Methode auch ihre Grenzen, weil sie niemals so komplex sein könne wie ein lebender Organismus.

Christina Schmid (Foto: SWR, Christina Schmid - Christian Schmid)
Die angehende Pharmakologin Christina Schmid arbeitet bei Boehringer Ingelheim in Biberach Christina Schmid - Christian Schmid

Christina Schmid, geb. 1991, studierte Molekulare Medizin an der Universität Ulm und schloss ein Masterstudiengang für Toxikologie an der TU Kaiserslautern an. Seit Juli 2017 arbeitet sie an ihrer Promotion bei Boehringer Ingelheim Biberach (Gruppe Allgemeinpharmakologie) in Kooperation mit der TU Kaiserslautern zum Thema "Characterization of iPSC-derived cardiomyocytes".

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SWR