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Bildanalyse schlagender Herzmuskelzellen

11.11.2004 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Bei der Entwicklung von Medikamenten kann bald die Anzahl von Tierversuchen weiter reduziert werden: Forscher arbeiten an einem Verfahren, das die Aktivität von Herzmuskelzellen misst und auswertet. Selbst potenziell fruchtschädigende Wirkungen werden erkannt. Für Kosmetika sind Tierversuche bereits verboten. Bei der Entwicklung von Medikamenten nehmen sie zwar ab, sind aber nach wie vor unverzichtbar. Eine weitere Reduktion ist aus ethischen wie ökonomischen Überlegungen wünschenswert - jedoch bei gleicher oder gesteigerter Arzneimittelsicherheit. Denn trotz zahlreicher Tierversuche werden Nebenwirkungen von Medikamenten oft erst zu spät erkannt - wie in den Fällen Contergan, Lipobay oder Vioxx.

Eine Alternative zu medizinischen Tierversuchen entwickeln Mitarbeiter der Axiogenesis AG, einer Kölner Biotech-Firma im Bereich der angewandten Stammzellentechnologie. Sie züchten rhythmisch kontrahierende Herzmuskelzellen von Mäusen. Geben die Wissenschaftler herztoxische Substanzen dazu, ändern sich Rhythmus und Stärke der Pulse. Mit diesen Abweichungen schließen sie zuverlässig auf Wirkungen und Nebenwirkungen von Medikamenten und Umweltgiften. "Mit dem neuen Verfahren können wir Tierversuche im herztoxischen Bereich auf typischerweise ein bis zwei Prozent reduzieren", betont Heribert Bohlen, Vorstandsvorsitzender des Unternehmens. "Ein ganz bedeutender Aspekt ist, dass unser Test R.E.Tox® auch die schweren Embryo-Nebenwirkungen von Thalidomid anzeigt." Bei dem auch als Contergan bekannten Medikament hat der Nachweis seiner Teratogenität mit Tierversuchen in den frühen 1960er Jahren versagt.

Sollen sich solche automatisierten Tests einen festen Platz in der industriellen Forschung erobern, müssen sie schnell und standardisierbar sein. Daher arbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnik FIT an einem Chip, der mehrere der Zellaggregate gleichzeitig analysiert. Eine Kamera mit hoher Auflösung überwacht jede Position der pulsierenden Zellen auf dem Chip. Eine komplexe Bildverarbeitungssoftware errechnet aus dem Schlagverhalten die erforderlichen Informationen - seit kurzem sogar die Schlagkraft. Feinste morphologische und funktionelle Abweichungen werden so sichtbar.

"Moderne Biotechnologie wird immer mehr von Informationstechnik durchdrungen", berichtet Professor Thomas Berlage aus seiner Erfahrung. "Wir wollen auch mit anderen Projektpartnern beweisen, dass man mit modernen Softwarekonzepten ähnliche Systeme realisieren kann." Sie sollen leicht in die bestehene Umgebung integrierbar sein, sich einfach bedienen lassen und natürlich eindeutige Aussagen ermöglichen.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thomas Berlage
Telefon: 0 22 41 / 14-21 41
Fax: 0 22 41 / 14-20 80
thomas.berlage@fit.fraunhofer.de

Dr. Heribert Bohlen
Telefon: 02 21 / 4 78-76 75
Fax: 02 21 / 4 78-77 82
heribert.bohlen@axiogenesis.com
www.axiogenesis.com
Weitere Informationen: http://www.fit.fraunhofer.de/medien/life/pm_04-05-05.html
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