Das Projekt Promos steht beispielhaft für eine innovative grenzüberschreitende Zusammenarbeit mit dem Ziel, Forschungsergebnisse in marktfähige und klinisch nutzbare Anwendungen zu überführen.
Dabei sollen konkrete, übertragbare und replizierbare Lösungen entwickelt werden. Im Rahmen dieses Technologietransfers konzentrieren wir uns auf eine anspruchsvolle wissenschaftliche und technologische Zielsetzung: die Reproduktion der komplexen Umgebung von Herzgewebe im Labor (in vitro).
Das Herz ist nicht nur den Kontraktionskräften und dem Druck des zirkulierenden Blutes ausgesetzt, sondern wird auch durch rhythmische elektrische Impulse und Signale des autonomen Nervensystems gesteuert. Diese komplexe Wechselwirkung im Labor nachzubilden, stellt eine große Herausforderung dar – der wir mit einem multidisziplinären und innovativen Ansatz begegnen wollen.
In dieser Projektphase bündeln die beiden Projektpartner ihre Synergien und Kompetenzen: das ICGEB bringt seine umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von Herzgewebe aus primären tierischen Zellen ein, während Eurac Research auf seine Expertise im Einsatz von aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) abgeleiteten menschlichen Kardiomyozyten und autonomen Neuronen zurückgreift.
Ziel ist es, ein vollständig menschliches, bioartifizielles Herzgewebe zu entwickeln, das die wichtigsten Zelltypen des Herzens enthält und funktionell mit Nervenzellen interagieren kann.
Die möglichen biomedizinischen Anwendungen sind vielfältig:
- Modellierung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere solcher, bei denen die Interaktion zwischen Herz und Gehirn eine zentrale Rolle spielt – wie bei malignen Arrhythmien oder Kardiomyopathien mit erhöhtem Risiko eines plötzlichen Herztods.
- Präklinische Medikamententests: Das bioartifizielle Gewebe soll als fortschrittliche Testplattform dienen – sowohl zur Bewertung der Wirksamkeit bestehender Medikamente als auch zur Entwicklung neuer Therapien, inklusive Analyse möglicher Nebenwirkungen.
Zur Umsetzung dieser Ziele haben ICGEB und Eurac Research im Rahmen von Promos ein dreistufiges Kooperationsprogramm entwickelt:
- Technologietransfer und Laboraufbau: ICGEB unterstützt Eurac Research beim Aufbau zweier spezialisierter Labore mit der EHT-Technologie (Engineered Heart Tissue) und beim Know-how-Transfer, um Innovation und Entwicklung zu voranzutreiben.
- Standardisierte Protokolle: Gemeinsam wird ein standardisierter Prozess zur Gewinnung von Kardiomyozyten, Endothelzellen und Fibroblasten aus menschlichen iPSCs entwickelt und in ein funktionales Herzgewebe integriert.
- Integration des Nervensystems: Es werden verschiedene Strategien getestet, um Nervenzellen in das Herzgewebe einzubinden – etwa durch die gleichzeitige Zugabe aller Zelltypen bei der Gewebeherstellung oder durch die nachträgliche Integration neuronaler 3D-Strukturen, die mit dem sich entwickelnden Herzgewebe interagieren können.
