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01.08.2011

Künstliche Nanopartikel beeinflussen die Herzfrequenz

Neuherberg / München, 01.08.2011. Ein Team aus Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums München und der Technischen Universität München (TUM) demonstrierte mit Hilfe eines Langendorff-Herzens erstmals die Auswirkungen künstlicher Nanopartikel auf die Herzfrequenz. Über die Ergebnisse berichten die Forscher in der Zeitschrift ACS Nano.

Langendorff-Herz Versuchsaufbau Bild: Andreas Stampfl / ACSnano, American Chemical Society

An einem sogenannten Langendorff-Herz, einem isolierten, mit Nährlösung durchspülten Nagetier-Herz, konnten Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der TU München erstmals nachweisen, dass viele künstliche Nanopartikel eine deutlich messbare Wirkung auf das Herz haben.


Mit dem neuen Modell-Herz können die Wissenschaftler zudem feststellen, über welchen Mechanismus die Nanopartikel die Herzfrequenz beeinflussen. Dazu hatten sie den Versuchsaufbau Langendorffs so erweitert, dass die Lösung, die das Herz einmal durchflossen hat, wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. Auf diese Weise können die Forscher Botenstoffe, die das Herz ausschüttet, anreichern und so die genaue Reaktion des Herzens auf die Nanoteilchen nachvollziehen. Mit ihrer Weiterentwicklung des Langendorff-Herzens haben die Forscher nun erstmals ein Messinstrument entwickelt, mit dem sich die direkte Wirkung von Nanopartikeln auf ein ganzes, intaktes Organ untersuchen lässt, ohne dass die Reaktionen anderer Organe oder Entzündungsreaktionen im Körper das System beeinflussen.


Das Herz eignet sich als Testobjekt besonders gut. „Es besitzt einen eigenen Taktgeber, den Sinusknoten, und kann daher als Organ außerhalb des Körpers über mehrere Stunden hinweg weiterarbeiten“, erklärt Andreas Stampfl, Erstautor der Studie. „Zudem lassen sich Veränderungen der Herzfunktion deutlich an Herzfrequenz und EKG-Kurve erkennen.“ Das neue Herzmodell könnte also als Testorgan dienen, um zukünftig zum Beispiel bei der Entwicklung von Nanopartikeln als Arzneimitteltransporter diejenigen Partikeltypen auszuwählen, die das Herz nicht schädigen.

Weitere Informationen

Originalpublikation:
Stampfl A. et al.: Langendorff Heart: A Model System To Study Cardiovascular Effects of Engineered Nanoparticles. ACS Nano, 3. Juni 2011  DOI: 10.1021/nn200801c
ACS Nano 2011 5: 5345 Link: http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/nn200801c

Zur Pressemitteilung der TUM

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