Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fett auf einem Chip untersuchen

14.07.2016

Plattform arbeitet mit kleinsten Flüssigkeitsmengen, um Zellen heranreifen zu lassen und deren Entwicklung zu analysieren

Eine Freiburger Forschungsgruppe hat einen Chip entwickelt, der es ermöglicht, mehr als einhundert adulte Stammzellkulturen des Fettgewebes anzulegen, das heißt sie heranwachsen und sich teilen zu lassen. Das Fettgewebe dient im menschlichen Körper als Hauptenergiespeicher.


Der mikrofluidische Chip (Hintergrund) und Fettzellen (vergrößerter Ausschnitt).

Quelle: Matthias Meier

Adulte Stammzellen haben die Funktion, es aufrechtzuerhalten und zu regenerieren. Mit dem Chip wollen die Forschenden außerhalb des Körpers studieren, wie sich adulte Stammzellen im Fettgewebe zu reifen Fettzellen entwickeln. Bei bisherigen Experimenten entschlüsselten sie einen Signalweg, der am Reifungsprozess der Fettzellen beteiligt ist, und zeigten, dass Kalorien im Nährmedium diesen Vorgang beeinflussen.

Das Team hat seine Forschungsergebnisse im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht. „Zukünftig wollen wir untersuchen, unter welchen Umweltfaktoren – insbesondere bei welchen Nährstoffbedingungen – unterschiedliche Fettzelltypen entstehen“, sagt der Biophysiker Dr. Matthias Meier. „Daraus ließen sich neue Ansätze ableiten, um Fettleibigkeit und Diabetes zu bekämpfen.“

Wenn sich adulte Stammzellen teilen, können ihre Nachkommen sich – anders als die embryonaler Stammzellen – nur lokal und in bestimmte Gewebezelltypen weiterentwickeln. Dabei beeinflussen Faktoren wie der Insulinspiegel oder der Zuckergehalt im Blut, ob sich adulte Stammzellen im Fettgewebe zu reifen Fettzellen entwickeln. Eine Fehlentwicklung bei dieser Reifung kann zu Diabetes oder Fettleibigkeit führen. Die Vielzahl der Faktoren, die den Prozess beeinflussen, erschwert es Wissenschaftlern jedoch, diesen Prozess außerhalb des Körpers zu untersuchen.

Um dieses Problem zu lösen, hat die Freiburger Forschungsgruppe den mikrofluidischen Chip entwickelt, der mit kleinsten Flüssigkeitsmengen arbeitet: Die Plattform versorgt die Zellkulturen über Mikrokanäle während des Wachstumszeitraums von drei Wochen mit Nährstoffen. Eine Besonderheit ist das zusätzlich auf dem Chip integrierte Programm zur automatisierten Proteinanalyse, das Signalwege während des Wachstums entschlüsselt.

Mit der neuen Technologie können die Forschenden die äußeren Zellfaktoren variieren, um die Mikroumgebung auf dem Chip den körpereigenen Bedingungen so nah wie möglich anzupassen. Dadurch gelang es bei den Experimenten, adulte Stammzellen aus dem Fettgewebe in reife Fettzellen zu verwandeln und den zugehörigen Signalweg mTORC1 zu entschlüsseln.

„Durch erhöhte Kalorienzufuhr im Nährmedium konnte gezeigt werden, dass Fett im Reifungsprozess schneller eingelagert wird“, so Meier. „Es bleibt jedoch unklar, ob diese Anpassung der Kalorien zu einer erhöhten Bildungsrate von Fettzellen führt.“ Um diese Frage zu beantworten, wollen die Forschenden die Chiptechnologie in Zukunft systematisch nutzen, um den Zusammenhang zwischen menschlichen Nahrungsgewohnheiten und der Bildung von Fettzellen zu studieren.

An der Studie waren acht Forscherinnen und Forscher beteiligt: Matthias Blazek, Matthias Meier, Indranil Mitra, Alina Platen, Nils Schneider, Xuanye Wu und Prof. Dr. Roland Zengerle forschen am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) und gehören dem Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg an. Prof. Dr. Roland Schüle ist Wissenschaftlicher Direktor der Zentralen Klinischen Forschung des Universitätsklinikums Freiburg.

Originalpublikation:
Xuanye Wu, Nils Schneider, Alina Platen, Indranil Mitra, Matthias Blazek, Roland Zengerle, Roland Schüle, and Matthias Meier (2016). In situ characterization of the mTORC1 during adipogenesis of human adult stem cells on chip. PNAS Early Edition. DOI: 10.1073/pnas.1601207113

Kontakt:
Dr. Matthias Meier
Institut für Mikrosystemtechnik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-73241
E-Mail: matthias.meier@imtek.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2016/pm.2016-07-13.104

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Blattkäfer: Schon winzige Pestizid-Dosis beeinträchtigt Fortpflanzung
26.07.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Akute myeloische Leukämie (AML): Neues Medikament steht kurz vor der Zulassung in Europa
26.07.2017 | Universitätsklinikum Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops