Ein optogenetischer Ansatz zur funktionserhaltenden Langzeitkultur von organotypischen Schnittpräparaten des Myokards

Fischer, Carola Hildegard (2023): Ein optogenetischer Ansatz zur funktionserhaltenden Langzeitkultur von organotypischen Schnittpräparaten des Myokards. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine

Abstract

In der kardiovaskulären Grundlagenforschung und Arzneimittelentwicklung nehmen Modellsysteme einen großen Stellenwert ein. Dünne Schnitte aus kardialem Gewebe vereinen hierbei die Vorteile von isolierten Herzmuskelzellen und komplexen Herzpräparaten und ermöglichen Untersuchungen auf molekularer, subzellulärer und zellulärer Ebene. Solche Gewebeschnitte sind bislang nicht für Langzeitstudien verfügbar, da sie in einer normalen Gewebekultur schnell degenerieren. In dieser Arbeit sollen biomimetische Bedingungen entwickelt und optimiert werden, unter denen die Struktur und Funktion des Gewebes in Kultur erhalten bleiben. Für diese Studien wurden Gewebeschnitte aus Mäuseherzen hergestellt, die verschiedensten mechanischen Belastungen ausgesetzt wurden. Die Anwendung einer diastolischen Gewebespannung im physiologischen Bereich des Mäuseherzens zeigte eine deutliche positive Auswirkung auf den Erhalt der Kontraktilität der Schnitte. Die zusätzliche Verminderung von oxidativem Stress durch Zugabe von 2-Mercaptoethanol und die Verbesserung der Sauerstoffversorgung des Gewebes bewirkten sogar einen Anstieg der Kontraktionskraft im Verlauf einer 2-tägigen Kultur. Zur Verminderung der Inaktivitätsatrophie wurde außerdem eine optogenetische Stimulation der Gewebeschnitte etabliert, die makroskopisch sichtbare Kontraktionen auslöste, welche kontinuierlich registriert werden konnten. Obwohl strukturelle Veränderungen der Schnittpräparate nicht beobachtet wurden, induzierte die Kultur jedoch deutliche Expressionsänderungen wichtiger kardiomyozytärer Strukturgene. Es konnte demnach gezeigt werden, dass biomimetische Kulturbedingungen das Überleben von murinem Myokard in vitro ermöglichen. Dies bildet die Basis für neue physiologische und pharmakologische Untersuchungen, sowie für weitergehende Optimierungen, die den Gewebeumbau der Präparate gänzlich verhindern könnten.

• Item Type: Theses (Dissertation, LMU Munich)
• Keywords: Tissue Engeneering, heart slices
• Subjects: 600 Technology, Medicine; 600 Technology, Medicine > 610 Medical sciences and medicine
• Faculties: Faculty of Medicine
• Language: German
• Date of oral examination: 11. May 2023
• 1. Referee: Dendorfer, Andreas
• Signature of the printed copy: 0700/UMD 21163