Robofisch aus menschlichen Herzzellen, Plastik und Papier könnte Weg für künstliche Herzen ebnen

Zebrafisch (Symbolbild)

Bild: CC0 / Kuznetsov_Peter/Pixabay

Ein neuer „Robofisch“, der aus menschlichen Herzzellen besteht und wie ein Fisch schwimmt, könnte den Weg für künstliche Herzen ebnen. Das ergab eine im Magazin „Science“ veröffentlichte Studie, die von Wissenschaftlern der Harvard University in Zusammenarbeit mit der Emory University durchgeführt wurde.

Weiter ist auf der deutschen Webseite des russischen online Magazins "SNA News" zu lesen: "Der von Forschern entwickelte „Biohybrid“ ahmt die Muskelkontraktionen eines pumpenden menschlichen Herzens nach, um seine Schwanzflosse hin und her zu schieben.

Er ist ungefähr einen Zentimeter lang und besteht aus Plastikflossen und einer Papierwirbelsäule. Auf jeder Seite davon befinden sich zwei Streifen lebender Herzmuskelzellen, die diese Kontraktionen ausführen.

Die Form des Geräts, die bei flüchtiger Betrachtung mit einem echten Fisch verwechselt werden könnte, ist an den Körperbau und den Schwimmbewegungen eines Zebrafisches angelehnt.

Die Wissenschaftler glauben, dass ihre Erfindung einen Schritt in Richtung eines künstlichen Herzens bedeuten könnte.

Wie schwimmt ein Robofisch?

Im Gegensatz zu früheren Geräten hat der biohybride Fisch zwei Schichten von Muskelzellen – eine auf jeder Seite der Schwanzflosse.

Wenn sich eine Seite der Muskelzellen zusammenzieht, werden die Zellen auf der anderen Seite gedehnt. Diese Dehnung löst laut den Forschern Protein aus, das die Zellen dazu veranlasst, sich zusammenzuziehen, was wiederum eine weitere Dehnung auslöst.

„Unser Endziel ist ein künstliches Herz zu bauen, um ein missgebildetes Herz bei einem Kind zu ersetzen“, sagte der Studienautor Kit Parker.

Das Team baute seinen biohybriden Fisch aus Kardiomyozyten – den Zellen, die für die Erzeugung der Kontraktionskraft im Herzen verantwortlich sind und die aus menschlichen Stammzellen gewonnen wurden.

Was sind Stammzellen?

Stammzellen sind spezielle menschliche Zellen, die die Fähigkeit haben, sich in viele verschiedene Zelltypen zu entwickeln, von Muskelzellen bis zu Gehirnzellen.

In einigen Fällen haben sie auch die Fähigkeit, beschädigtes Gewebe zu reparieren.

Ein aus Stammzellen gezüchtetes künstliches Herz könnte Menschen bei Herzrhythmusstörungen helfen – einer Rhythmusstörung, die das Herz zu langsam, zu schnell oder auf andere Weise unregelmäßig schlagen lässt.

In Zukunft will das Team noch komplexere biohybride Geräte aus menschlichen Herzzellen bauen – solche, die das menschliche Herz noch genauer nachahmen als bisher.

In den Aufnahmen des Teams kann man einen Robofisch sehen, der mit menschlichen Herzzellen versorgt ist und der ohne menschliches Zutun schwimmen kann.

Die kluge Konstruktion kann den Fisch nach Angaben der Forscher mehr als 100 Tage lang antreiben.

Jedoch werde keiner dieser Versuche die Physik eines Systems nachbilden, das im Laufe eines Lebens mehr als eine Milliarde Mal schlage und gleichzeitig seine Zellen im Handumdrehen neu bilde, so die Forscher. Das sei eine Herausforderung, an der sie arbeiten würden."

Quelle: SNA News (Deutschland)