Herz- und Kreislauferkrankungen
Inhaltsverzeichnis zur schnellen Orientierung
Erklärungen zu den verwendeten Fachbegriffen befinden sich im Glossar.
Methoden der CardioScienceLabs
Die Forschung der Cardio ScienceLabs widmet sich unter anderem der Entwicklung von Therapiemöglichkeiten, die das Herz schützen sollen, insbesondere in Hinblick auf mitrochondriale Schäden der Herzmuskelzellen. Mitochondrien versorgen eine Zelle mit Energie – werden sie beschädigt, stirbt eine Zelle. Im Tierversuch kommt z.B. die Kleintier-Echokardiographie zum Einsatz, um zu untersuchen, wie sich ein Herzinfarkt oder eine kardiotoxische Chemotherapie auf die Funktion des Herzens auswirkt. Die Methode ist der Untersuchung beim Menschen sehr ähnlich, nicht invasiv, nicht belastend und wiederholbar. Informationen lassen sich im zeitlichen Verlauf sammeln. Dadurch können Schädigungsmechanismen verstanden und mit Befunden beim Menschen verglichen werden. Dies ist eine unerlässliche Hilfestellung bei der Entwicklung neuer Therapien und dient ebenfalls der genauen Kontrolle der Versuchstiere.
Des Weiteren kommt die Lichtblattfluoreszenzmikroskopie (LSFM) zum Einsatz. Diese Technik ermöglicht die Ablichtung vollständiger Organe und damit die 3-dimensionale Rekonstruktion und Analyse hochkomplexer Strukturen wie des Gefäßsystems des Herzens. In den CardioScienceLabs wird eine CD31-Färbung genutzt, welche Zellen der Blutgefäßwand sichtbar macht. So lassen sich sowohl mit bloßem Auge Schäden an den Blutgefäßen nach einem Infarkt sichtbar machen als auch mikroskopisch die Anordnung der großen und kleinen Blutgefäße im Herzen im Laufe des Heilungsprozesses beobachten. In Kombination mit einer Färbung des nicht durchbluteten Bereiches lässt sich so herausfinden, ob eine neuartige Therapie zu einer Verringerung des gefäßbedingten Infarktschadens führt. Mit dieser Methode können gleichzeitig weitere Zelltypen betrachtet werden, z.B. Immunzellen. So ist es möglich, vielfältige Untersuchungen in einer Probe durchzuführen. Es ist hierbei unerlässlich auf Tierversuche zurückzugreifen, da das komplexe Zusammenspiel von Schadenssignalen untergegangener Zellen, Zerstörung des Blutgefäßnetzwerkes und Eindringen von Immunzellen in das geschädigte Herz nicht ausreichend in anderen Versuchsarten dargestellt wird. LSFM ermöglicht hierbei aber eine Reduktion der Tierzahlen, da mehrere Aussagen aus einer Probe gewonnen werden können.
Kleintier-Echokardiographie
Zu sehen ist eine Kleintier-Echokardiographie-Aufnahme des Herzens einer Maus. Die Kleintier-Echokardiographie ist ein nicht-invasives Verfahren zur Untersuchung der Herzfunktion mittels Ultraschall. Spezielle Hochfrequenz-Schallköpfe ermöglichen eine gute zeitliche und räumliche Auflösung, unabhängig von der hohen Herzfrequenz und der kleinen Größe der Versuchstierspezies Maus. Sichtbar machen lässt sich z.B. die Anatomie des Herzens, die großen Blutgefäße und der Blutfluss.
Darstellung eines Herzens mit der Lichtblattfluoreszenzmikroskopie (LSFM)
Die LSFM ermöglicht die Ablichtung vollständiger Organe und damit die 3-dimensionale Rekonstruktion und Analyse hochkomplexer Strukturen, z.B. des vaskulären Systems des Herzens. Zu sehen ist hier ein Mausherz und sein Gefäßssystem aus Arterien (rot) und Venen (blau) nach CD31-Färbung. Die Eigenfluoreszenz des Organs erscheint grau. Der weiße Knoten gehört zu einem Faden, der um eine Koronararterie gelegt wurde, um einen Herzinfarkt auszulösen.
Zu sehen ist dasselbe Mausherz nach Auslösen des Herzinfarktes durch Abbinden einer Koronararterie (Knoten des Fadens in weiß). Der gelbe Bereich zeigt geschädigtes Gewebe; Herzmuskelgewebe und Gefäße sind von der Blutversorgung abgeschnitten und sterben langsam ab (CD31-Färbung, negativer Bereich). Die „Area of Risk“ (rot) stellt den ischämischen, also den nicht mehr durchbluteten Bereich nach dem Herzinfarkt dar (FITC-Albumin-Färbung, negativer Bereich).
Experimente am salin-perfundierten Herz von Maus und Ratte
Informationen zu dieser und weiteren Methoden werden hier zur Verfügung gestellt.
Herzinfarkt-Experimente an Schweinen
Informationen zur dieser und weiteren Methoden sind hier abrufbar.