Wissenschaftler der Universität Würzburg haben sich erfolgreich hergestellten Geweben aus Stammzellen. Sie haben eine Komplexität, ähnlich wie normale Gewebe und sind weit überlegen zu früheren Strukturen.
Im Jahr 2006, japanische Forscher eine Idee für eine neue Art der Erstellung von pluripotenten Stammzellen durch epigenetische Reprogrammierung von Zellen des Bindegewebes. Ihre Entdeckung lieferte ein sehr wertvolles Zelle geben, die die Wissenschaftler verwenden können, um zu wachsen alle Zellen des menschlichen Körpers in einer Petrischale.
Wenn man diese sogenannten „induzierten pluripotenten Stammzellen“ (iPS-Zellen) als dreidimensionale zellaggregate, funktionsfähige Miniatur-Versionen von menschlichen Organen, das so genannte organoids, die erstellt werden können, durch die gezielte Zugabe von Wachstumsfaktoren. In den vergangenen Jahren, diese Technik wurde verwendet, um erstellen Zelle-Kultur-Modelle des Darms, der Lunge, Leber, Nieren und das Gehirn, zum Beispiel.
Vorherige organoids blieb unvollständig
Solchen organoid-Modelle sind oft überraschend ähnlich zu echten embryonalen Gewebe. Jedoch, die meisten blieben unvollständig, da Sie keine stromalen Zellen und Strukturen, die unterstützende Rahmenbedingungen ein organ, bestehend aus Bindegewebe. Zum Beispiel, das Gewebe fehlte Blutgefäße und Zellen des Immunsystems. Während der embryonalen Entwicklung, die alle diese Zelltypen und-Strukturen stehen in einem ständigen Austausch, Sie beeinflussen einander und dadurch Förderung der Entwicklung und Reifung des Gewebes und der Orgel. Krankheiten zu, in der Regel entwickeln sich in der Gewebe, Zusammenhang mit der Beteiligung der verschiedenen Zelltypen. Die selektive Inkorporation von stromalen Komponenten, und vor allem der Funktionsweise der Blutgefäße, würde daher die Förderung der Reifung von bereits etablierten organoid-Modelle.
Wissenschaftler der Universität Würzburg haben jetzt einen wichtigen Schritt in Richtung der Entwicklung solcher komplexen organoids. Die Anatomen, Dr. Philipp Wörsdörfer und Professor Süleyman Ergün, Leiter des Instituts für Anatomie und Zellbiologie, wurden in der für das Projekt verantwortlich. In einem Artikel, veröffentlicht in der Zeitschrift Scientific Reports Anfang November 2019, die beiden Forscher die Ergebnisse Ihrer Arbeit.
Mesodermal Stammzellen machen Miniatur-Organe komplett
„Wir benutzten einen trick, um unser Ziel zu erreichen“, erklärt Philipp Wörsdörfer. „Zuerst haben wir erstellt so genannte mesodermal progenitor-Zellen aus pluripotenten Stammzellen.“ Unter den richtigen Bedingungen, eine solche Vorläuferzellen sind in der Lage, Blutgefäße, Immunzellen und Bindegewebszellen.
Demonstrieren das Potenzial des mesodermal progenitor-Zellen, die Wissenschaftler dann vermischt diese Zellen mit Tumorzellen sowie mit Gehirn Stammzellen, die zuvor generiert sich aus menschlichen iPS-Zellen. Diese Mischung wuchs und bilden komplexe dreidimensionale tumor-oder Hirn-organoids in der Petrischale mit funktionellen Blutgefäßen, Bindegewebe, und im Fall von Gehirn-Gewebe, auch Gehirn-spezifische Immunzellen, die so genannten mikroglia-Zellen.