Herzen von Fruchtfliegen per Laserlicht steuerbar

13.10.2015 08:31 | Von: Pressetext

Bahnbrechendes Experiment könnte auf Menschen übertragen werden.


Fruchtfliege: Herzrhythmus durch Laser angepasst. - nuzree (CC0 Public Domain)

Forscher der US-amerikanischen Lehigh University haben erstmals den Herzschlag von Fruchtfliegen mithilfe blauer Laserimpulse kontrolliert. Die Herzmuskelzellen der Fliegen wurden in dem bahnbrechenden Experiment gentechnisch manipuliert, damit diese das lichtempfindliche Protein Channelrhodopsine-2 produzieren, das mit den Laserimpulsen reagiert und Herzkontraktionen auslöst.

Schrittmacher der Zukunft

"LED-Technologie ist in diesem Bereich durchaus vielversprechend. Wir haben zum Beispiel schon gesehen, dass lichtemittierende Dioden zu einer Erweiterung der Herzkranzgefässe führen können, die sich in einigen Fällen positiv auswirkt", erklärt Bruno Podesser, Facharzt für Chirurgie und Herzchirurgie sowie Vorstand des Departments für Biomedizinische Forschung an der Medizinischen Universität Wien, gegenüber "pressetext".

Laut Podesser gibt es bereits Schrittmachersysteme, bei denen eine winzige Sonde platziert und mittels Telemetrie gesteuert wird. "Bei diesem Experiment gehen die Forscher noch weiter, da sie die Steuerung direkt vor Ort durchführen. Allerdings erweist sich die Dicke der menschlichen Strukturen sowie das Brustbein vorm Herzen noch als hinderlich", erläutert Podesser. Bis zu einer Übertragung auf den Menschen werden noch eine Reihe von Untersuchungen an anderen Versuchstieren wie Ratten und Schweinen notwendig sein.

Nicht-invasives Verfahren

Im Gegensatz zu elektrischer Stimulation handelt es sich um eine lichtbasierte Technik, die nicht-invasiv ist. Bei ihren Experimenten haben die Forscher rund um Aneesh Alex Fruchtfliegen der Gattung Drosophila melanogaster untersucht. Diese weisen im Frühstadium der Herzentwicklung zahlreiche Gemeinsamkeiten mit Wirbeltieren auf. In den Versuchen konnte ein abnormaler Herzrhythmus durch Beschleunigung oder Verlangsamung angepasst werden. Die Studienergebnisse sind in der Zeitschrift Sciences Advances veröffentlicht worden.

Die Wissenschaftler haben die Herzmuskelzellen der Fruchtfliegen gentechnisch so verändert, dass diese das lichtempfindliche Channelrhodopsin-2-Protein freisetzen, welches normalerweise vom Auge produziert wird. Als dieses Protein von den blauen Laserimpulsen getroffen wurde, führte dies bei jedem Laserimpuls zu einer Kontraktion des Herzmuskels. Die Forscher hoffen nun, dieses Verfahren als Alternative zur elektrischen Stimulation durch Herzschrittmacher auf den Menschen übertragen zu können.

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