Optogenetik und optisches Voltage Mapping

Eine schnelle Ausbreitung des Aktionspotenzials im Herzen ist für eine ordnungsgemäße Herzfunktion unerlässlich. Eine langsame Erregungsleitung begünstigt den Wiedereintritt der elektrischen Ausbreitung und die Bildung eines Rotors, den grundlegenden Mechanismus der lebensbedrohlichen ventrikulären Arrhythmie. Die Leitungsgeschwindigkeit (CV) elektrischer Wellen im Herzen hängt von der Kardiomyozyten-Kardiomyozyten-Kopplung über Gap Junctions und der Geschwindigkeit der Depolarisation ab, die sich aus dem Na⁺-Fluss und dem Membranwiderstand zusammensetzt. Theoretisch ist ein optimales Ruhemembranpotenzial (RMP) für eine schnelle CV bei konstanter interzellulärer Leitfähigkeit erforderlich. Über den Einfluss des RMP auf die CV ist jedoch wenig bekannt, da eine genaue experimentelle Kontrolle des RMP im Herzgewebe aufgrund pharmakologischer Nebenwirkungen und Inhomogenitäten bei der Stimulation mit elektrischen Feldern noch nicht möglich ist. In diesem Projekt werden die Auswirkungen von RMP auf die Erregungsleitung im gesunden Herzen und während einer Dysregulation der K⁺-Homöostase untersucht, um wichtige mechanistische Erkenntnisse zu gewinnen, die für eine verbesserte Vorbeugung und Behandlung von lebensbedrohlichen Kammertachykardien erforderlich sind.