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verjüngen das Herz

13.07.2015

Unser Leben wäre viel einfacher, wenn sich unser Herz regenerieren könnte. Bei vielen Fischen, Amphibien und Reptilien können die verbliebenen Herzzellen eventuelle Schäden heilen. Bei Säugetieren können jedoch leider nur während der Embryonalentwicklung neue Kardiomyozyten auftreten - unmittelbar nach der Geburt schlafen die Stammzellen ein, aus denen das Herz hervorgegangen ist. Deshalb erholt sie sich nach einem Herzinfarkt nicht, sondern vernarbt: Statt Muskelzellen, die sich zusammenziehen könnten, wird die geschädigte Stelle von Bindegewebe verschlossen. Es wird angenommen, dass dies der evolutionäre Preis für ein perfekteres Herz war: Bei Amphibien und anderen können Herzzellen ihre Entwicklung zum Stammstadium umkehren und dadurch Schäden heilen, aber es ist die Fähigkeit, Stamm zu werden, die eine schlechte Wirkung hat auf die eigentlichen Herzfunktionen. Bei Tieren arbeiten Kardiomyozyten besser, aber dann können sie auch nicht "in die Kindheit fallen".

Im Jahr 2011 entdeckten der Kardiologe Hesham Sadek und Kollegen von der University of Texas jedoch plötzlich, dass sich das Herz bei jungen Mäusen schnell regenerieren kann. Nach der chirurgischen Entfernung von 15 % des Ventrikelmuskels bei einen Tag alten Mäusen wurde das verlorene Gewebevolumen innerhalb von drei Wochen vollständig wiederhergestellt, und nach zwei Monaten kehrte der Ventrikel zu einer "normalen" Funktion zurück. Die Wiederherstellungsfähigkeit des Herzens hielt sieben Tage an, bei sieben Tage alten Tieren regenerierte sich die Herzkammer nicht mehr. Das Merkwürdigste war, dass die Regeneration nicht durch Stammzellen erfolgte, sondern durch gewöhnliche reife Zellen des Herzmuskels, die sich anscheinend plötzlich daran erinnerten, wie sie sich teilen sollten.

Aber als Forscher an der University of Southern Denmark versuchten, das Experiment zu wiederholen, sahen sie nur normale Narbenbildung und keine Genesung – ein Papier mit diesen enttäuschenden Ergebnissen erschien im letzten Frühjahr in Stem Cell Reports. Einige Experten haben versucht, die Divergenz der experimentellen Daten damit zu erklären, dass zwei konkurrierende Prozesse, die Regeneration selbst und die Narbenbildung, während der Regeneration stattfinden können und selbst die geringsten Unterschiede in den experimentellen Bedingungen dem einen oder anderen einen Vorteil verschaffen können. Außerdem sah niemand die Zellen selbst, die das Herz von Mäusen wiederherstellten; der schluss, dass hier nicht stammzellen, sondern reife herzmuskelzellen wirken, wurde aus indirekten gründen gezogen.

Und doch ist die Wiederherstellung des Herzens mit "Nicht-Stamm"-Zellen anscheinend überhaupt kein Mythos und kein Artefakt. In einem neuen Artikel, der in Nature veröffentlicht wurde, behaupten derselbe Heshem Sadek und die Mitarbeiter des Southwestern Medical Center der Universität von Texas, dass sie genau diese Reparaturzellen finden konnten. Sie entpuppten sich jedoch tatsächlich als gewöhnliche Kardiomyozyten mit erhaltener Teilungsfähigkeit. Vorversuche deuteten darauf hin, dass sich solche Zellen unter Hypoxie, also bei unzureichender Sauerstoffversorgung, vermehren müssten. Als Ergebnis war es möglich, eine kleine Anzahl von Kardiomyozyten zu finden, die neugeborenen Zellen ähnelten. Um sie nachzuweisen, musste eine gentechnisch veränderte Maus geschaffen werden, in der das für Zellen während Hypoxie notwendige Hif-1alpha-Protein mit einem Tag-Protein kombiniert wurde, das es ermöglichte, eine Zelle mit einem aktivierten hypoxischen Hif-1alpha zu sehen Gen.

Das durchschnittliche jährliche Wachstum neuer Zellen im Herzen betrug 0,62 %, was mit früheren Schätzungen übereinstimmt. Das reicht natürlich nicht aus, aber jetzt, da die regenerativen Zellen selbst in ihren Händen sind, können Ärzte versuchen, sie gezielt aufzurütteln und sie zu zwingen, sich aktiver zu teilen. In letzter Zeit sind mehrere Arbeiten erschienen, in denen die Teilungsgene in Herzzellen mithilfe von mikroregulatorischen RNAs und anderen epigenetischen Mechanismen „blind“ geweckt werden konnten; Ich würde mir wünschen, dass jetzt die Suche und Optimierung solcher Methoden schneller vorangeht – natürlich nachdem die gleichen Zellen im menschlichen Herzen gefunden werden können.

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Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Der schlanke, flexible NEC-Akku wird in 30 Sekunden aufgeladen 19.02.2006

Das japanische Unternehmen NEC kündigte die Entwicklung eines flexiblen und sehr dünnen Akkus an, der eine sehr kurze Ladezeit hat – nur 30 Sekunden.

In ihm wird durch eine elektrochemische Reaktion mit Radikalen organischer Verbindungen Strom erzeugt. Aus diesem Grund hat NEC sie Organic Radical Battery (ORB) genannt. Der Arbeitsstoff darin ist eine organische Polymerverbindung RTMA, und es gibt überhaupt keine Schwermetalle (Quecksilber, Blei oder Cadmium). So belastet es auch nicht die Umwelt.

Die Batterie ist nur 0 mm dick, daher ist der Einsatz in RFID-Chipkarten und „elektronischem Papier“ geplant, obwohl es auch andere Low-Power-Anwendungen gibt.

Laut NEC reicht der Akku für mehrere Wochen RFID-Kartenbetrieb. Die 4qm cm wurde in eine scheckkartengroße Plastikkarte eingebettet. Auf dieser Karte befand sich auch eine LED, die nach dem Aufladen des Akkus 20 Minuten lang brannte. Wir fügen außerdem hinzu, dass dies nicht der erste von NEC demonstrierte ORB-Akku war, aber er ist kleiner als seine Vorgänger.

NEC arbeitet seit 2000 an diesem Projekt, und beispielsweise wurde im August 2005 ein Prototyp mit einer Größe von 55 x 43 x 4 mm und einem Gewicht von 20 Gramm vorgeführt, der für die Notstromversorgung eines Computers ausgelegt ist.

Dieser Akku reicht für eine Minute Computerbetrieb mit einer Leistungsaufnahme von 140 W, und während dieser Zeit kann der Benutzer die Dateien, an denen er gearbeitet hat, speichern und laufende Anwendungen korrekt schließen.

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