Arrhythmie: Atoxischer Sensor zeigt Aktivität auf

10. September 2015
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Die elektrischen Signale, die die Pumptätigkeit im Herzen regulieren, konnten im Mausmodell am schlagenden Herzen sichtbar gemacht werden. Verwendet wurde dafür ein ins Genom eingebautes fluoreszierendes Protein. Herzrhythmusstörungen sollen dadurch besser verstanden werden.

Das Protein, ein sogenannter Spannungssensor, sendet Licht aus, wenn Herzmuskelzellen elektrisch erregt werden. Die Methode wurde ursprünglich bei Nervenzellen in Zellkultur entwickelt und wird zunehmend für die Darstellung elektrischer Aktivität im lebenden Organismus verwendet.

Sensorischer Lichtschalter

Bereits seit längerer Zeit können Forscher die elektrische Aktivität von Zellen in Kultur mithilfe von spannungsempfindlichen Farbstoffen aufzeichnen. Diese Farbstoffe senden Licht in Abhängigkeit des Membranpotenzials der Zelle aus, sind allerdings oft toxisch. Forscher um Wolfram Hubertus Zimmermann von der Universitätsmedizin Göttingen haben nun erstmals Mäuse genetisch so verändert, dass diese einen nichttoxischen, spannungsempfindlichen Sensor in den Herzmuskelzellen ausbilden. Mit hochauflösenden Kamerasystemen und optischen Lichtleitern können die Forscher auf diese Weise ein Kardiogramm der elektrischen Erregung im schlagenden Herzen erstellen.

Die Forscher hoffen damit unter anderem Herzrhythmusstörungen besser verstehen zu können. Über experimentelle Simulationen konnten sie nachweisen, dass sich der Sensor theoretisch auch im Menschen anwenden lässt.

Originalpublikation:

Sensing Cardiac Electrical Activity with a Cardiomyocyte Targeted Optogenetic Voltage Indicator
Mei-Ling Chang Liao et al.; Circulation Research, doi:10.1161/CIRCRESAHA.117.306143; 2015

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Forschung, Kardiologie, Medizin

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