Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schöner Wohnen für Stammzellen

24.06.2013
Wie werden Stammzellen von ihrer Umgebung beeinflusst?

Um dies besser zu verstehen, haben Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden, der Medizinischen Fakultät der TU Dresden und dem DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien das Mikromilieu von Stammzellen im Labor nachgebildet.

Sie haben dabei eine Matrixstruktur entwickelt, in der menschliche Blutstammzellen dreimal schneller wachsen als unter bisher angewandten Bedingungen. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden am 16. Juni in der Fachzeitschrift Nature Methods publiziert (DOI: 10.1038/nmeth.2523).

In der Natur sind Stammzellen in eine sogenannte extrazelluläre Matrix aus dreidimensional miteinander verknüpften Biomakromolekülen eingebettet, die als Leitstruktur zur Anhaftung und Migration der Zellen im Gewebe sowie zur lokalisierten Bereitstellung löslicher Botenstoffe dient. Derartige Matrixstrukturen in definierter Weise nachzuformen - ein vorrangiges Ziel der aktuellen Biomaterialforschung - erwies sich bisher als schwierig.

Durch das Dresdner Team wurde nun eine Methode entwickelt, mit der die von Zellkulturen produzierte extrazelluläre Matrix auf Oberflächen verankert werden kann. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass Zellen auch im Labor unter geeigneten Kulturbedingungen charakteristische Strukturen aus extrazellulärer Matrix absondern. Mit Hilfe einer wenige Nanometer dünnen, aber reaktiven Polymerschicht werden diese Strukturen auf dem Zellkulturträger chemisch angebunden und dadurch zurückgehalten, wenn anschließend die Zellen abgelöst werden. Auf diese Weise können Zellkulturträger hergestellt werden, die biomolekulare und physikalische Signale des natürlichen Mikromilieus der Zellen im Labor originalgetreu nachvollziehen lassen.

Konkret wurde dieses Prinzip für die Kultur von Blutstammzellen aus dem Knochenmark des Menschen angewandt, die bei der Behandlung von Leukämie transplantiert werden. Dazu wurden mesenchymale Stammzellen, ein im Knochenmark vorkommender Stammzelltyp, genutzt. Die Eigenschaften der von diesen Zellen in Kultur erzeugten extrazellulären Matrix wurden genau untersucht, und es wurde nachgewiesen, dass durch die Kulturbedingungen die Zusammensetzung und Struktur der Matrix verändert werden kann.

Anschließend wurden menschliche Blutstammzellen für mehrere Tage im Labor in Kontakt mit verschiedenen Varianten der fest verankerten, Knochenmark-typischen extrazellulären Matrix gebracht. Verglichen mit bisher dafür angewandten Kulturbedingungen konnten die Zellen dadurch etwa dreimal schneller vermehrt werden – ohne Einschränkung ihrer Funktionalität, wie durch Transplantation im Tiermodell bewiesen wurde.

Die entwickelte Methodik bietet vielfältige Möglichkeiten zur Entschlüsselung und Modulation von Signalen, die Stammzellen aus verschiedenen Geweben durch ihre Mikroumgebung steuern lässt und kann so für die Erkundung von neuen zellbasierten Therapien genutzt werden.

Publikation
Tightly anchored tissue-mimetic matrices as instructive stem cell microenvironments
Marina K. Prewitz, Philipp F. Seib, Malte von Bonin, Jens Friedrichs, Aline Stißel, Christian Niehage, Karin Müller, Konstantinos Anastassiadis, Claudia Waskow, Bernd Hoflack, Martin Bornhäuser, Carsten Werner, Nature Methods, http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.2523).

Beteiligte Institutionen/Förderung
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Dresden, Medizinische Klinik I an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden, DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden – Exzellenzcluster an der TU Dresden und Biotechnologisches Zentrum der TU Dresden; finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungs¬bereiches 655 ‘From Cells into Tissues’.

Kontakt
Prof. Dr. Carsten Werner
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien & Technische Universität Dresden, DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien – Exzellenzcluster an der TU Dresden
Tel.: + 49 351 4658 531 Fax: + 49 351 4658 533
carsten.werner@tu-dresden.de

Kerstin Wustrack | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de
http://www.ipfdd.de/Institute-Biofunctional-Polymer-Material.2378.0.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften