Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Lunge im Zellkultur-Modell

25.08.2011
Neues Forschungsprojekt soll helfen, Tierversuche zu ersetzen.

In der Kulturschale verfolgen, wie verschiedene Krankheitserreger Lungenzellen infizieren: Das ist das Ziel eines neuen Gemeinschaftsprojektes zweier Helmholtz-Forschergruppen. Die Wissenschaftler wollen Lungenzellen von Mäusen zu einem stabilen Modell umbauen, um das Eindringen von Krankheitserregern wie Viren und Bakterien zu erforschen und neue Wirkstoffe zu testen.

Das Projekt, an dem sich Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und seiner Saarbrücker Außenstelle, des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), beteiligen, soll künftig Versuche an Tieren ersetzen.

Die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET) am Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) fördert von September 2011 an das Projekt „Konditionale Immortalisierung alveolarer Epithelzellen (CILIA)“ für die Dauer von drei Jahren.

„Unser Vorhaben ist es, Zellen aus der tiefen Lunge von Mäusen unsterblich zu machen und als Modell zu etablieren“, sagt Dr. Nicole Daum vom HIPS. „An diesen alveolaren Epithelzellen können wir dann untersuchen, wie zum Beispiel Grippeviren die Lungenbarriere überwinden.“ In der Abteilung Wirkstoff-Transport erforschen die Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Claus-Michael Lehr die Eigenschaften biologischer Barrieren wie der Lunge, des Darms und der Haut. „An unsterblichen Lungenzellen könnten wir auch neue Wirkstoffe testen, da das Modell die Mäuselunge nachahmt und so Versuche an den Tieren teilweise ersetzen kann“, erklärt Daum. Damit ein Arzneimittel auch an den Ort der Wirkung gelangen kann, muss es in der Lage sein, die Gewebebarrieren zu überwinden.

Zellen unsterblich zu machen und zur Teilung anzuregen ist ein bewährtes Verfahren. Dazu infizieren die Forscher sie zunächst mit Viren, in die sie bestimmte Gene eingebaut haben. Die Viren übernehmen dann die restliche Arbeit: Sie fügen die Gene stabil in das Erbmaterial der Zellen ein – die Aktivität dieser Gene regt die Zellen zur Teilung an. Bisher führte dieses Verfahren bei Epithelzellen, die beispielsweise die Lungenbläschen auskleiden, allerdings immer zum Verlust der Barriere-typischen Eigenschaften. Untersuchungen am lebenden Tier waren daher bislang unumgänglich. Die Arbeitsgruppe von Dr. Dagmar Wirth am HZI hat nun jedoch ein Verfahren entwickelt, bei dem Zellen trotz der Unsterblichkeit weiterhin ihre charakteristischen Eigenschaften behalten.

„Mit einem anderen Zelltyp ist es uns bereits gelungen, ein kontrolliertes Wachstum anzuregen, ohne die Eigenschaften der Zellen zu verändern“, sagt Dagmar Wirth. Das Besondere an diesem Modell: Neben dem Gen für die fortwährende Teilung enthält es auch einen molekularen An- und Ausschalter. „Wir regen die Zellteilung nur bei Bedarf an. Jetzt wollen wir auch bei den Lungenepithelzellen einen solchen Schalter und ein passendes Gen für die Teilung einbauen und so ihre Eigenschaften einer biologischen Barriere auf Dauer erhalten.“ Die Zellen müssen trotz der neu eingebrachten Gene in der Lage sein, eine dichte, möglichst undurchlässige Schicht zu bilden. Gelingt dies, können sie für verschiedenste Untersuchungen anstelle lebender Mäuse eingesetzt werden. Auf lange Sicht wäre es ein weiterer Schritt zur „künstlichen Lunge“ in der Zellkultur.

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig ist eine von der Bundesrepublik Deutschland und dem Land Niedersachsen gemeinsam finanzierte Forschungseinrichtung in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Aufgabe des Zentrums ist es, biomedizinische Forschung auf dem Gebiet der Infektionsbiologie sowie deren klinische Anwendung und praktische Umsetzung zu betreiben.
Das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland:
Das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) ist eine Außenstelle des Helmholtz- Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und wurde gemeinsam mit der Universität des Saarlandes im Jahr 2009 gegründet. Wo kommen neue nachhaltige Wirkstoffe gegen weit verbreitete Infektionen her, wie kann man diese für die Anwendung am Menschen optimieren und wie werden sie am besten durch den Körper zum Wirkort transportiert? Auf diese Fragen suchen die Forscher am HIPS mit modernsten Methoden der Pharmazeutischen Wissenschaften Antworten.

Dr. Andreas Fischer | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie