Die meisten Menschen verbinden Nervenzellen (Neuronen) vor allem mit dem Gehirn. Doch das Herz besitzt ein eigenes, hochkomplexes Netzwerk – das intrinsische Herznervensystem (ICN). Forscher haben nun erstmals ein präzises virtuelles 3D-Modell des Herzens entwickelt, das dieses System auf zellulärer Ebene sichtbar macht.
Ein interdisziplinäres Team aus Experten schuf dieses Modell, um Wissenschaftlern eine detaillierte Untersuchung der Organisation und Funktion der Herzneuronen zu ermöglichen – bis ins kleinste Detail.
Für das dem Rattenherz nachempfundene 3D-Modell nutzten die Forscher innovative Techniken: Dünne Gewebeschnitte lieferten Mikroskopbilder und Proben als Basis. Einzelne Nervenzellen wurden extrahiert, genetisch analysiert und nahtlos in die 3D-Rekonstruktion integriert, um ihre spezifischen Rollen zu entschlüsseln.
Obwohl die Studie auf Rattenherzen basiert, sehen die Wissenschaftler direkte Relevanz für die Humanmedizin.
Beispielsweise lindert die Stimulation des Vagusnervs – der vom Gehirn bis zum Bauch verläuft und sich in Hals, Herz, Lunge und Verdauungssystem verzweigt – bestimmte Herzerkrankungen. Warum dies bei manchen Patienten wirkt und bei anderen nicht, bleibt jedoch rätselhaft.
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„Die anatomische und molekulare Analyse dieser Herzneuronen hilft uns, ihre Funktionen besser zu verstehen und Therapien zu entwickeln, die die schützenden Effekte des Vagusnervs auf das Herz bei mehr Patienten entfalten“, erklärt Co-Autor Dr. Jonathan Gorky von der Thomas Jefferson Universität.
Die verwendeten Methoden sind über das SPARC-Programm unter sparc.science frei zugänglich. Andere Teams können darauf aufbauen – ein Meilenstein für virtuelle Modelle weiterer Organe.