Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von der Stammzelle zur Leberzelle

04.01.2017

Wer auf eine Organspende wartet, braucht starke Nerven. Hinzu kommen gesundheitliche Risiken im Zuge einer Transplantation. Oft ist sie aber die einzige Option. Eine Alternative, an der weltweit geforscht wird, ist die Stammzelltherapie. Stammzellen können sich in jede beliebige Körperzelle verwandeln. Noch klafft jedoch ein Spalt zwischen den im Labor weiterentwickelten Stammzellen und ihren menschlichen Vorbildern, z. B. im Fall von Leberzellen. Forscher des Leibniz-Instituts für Arbeitsforschung an der TU Dortmund wollen diese Lücke schließen. Im Verbund mit europäischen Stammzellexperten sollen die leberzellähnlichen Zellen optimieret werden.

Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in jede beliebige Zelle des Körpers zu verwandeln – in Haut-, Nerven- oder Organzellen, wie beispielsweise Leberzellen, auch Hepatozyten genannt. Die Erforschung der Leber ist ein zentrales Thema am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund.


Unterschiede mit dem Auge kaum erkennbar: Links menschliche Leberzellen – rechts aus Stammzellen gezüchtete, hepatozytenähnliche Zellen.

@IfADo/University Edinburgh 2015

Die IfADo-Forscher arbeiten an Methoden, um induzierte pluripotente Stammzellen, die aus menschlichen Hautzellen gewonnen werden können, im Labor so zu programmieren, dass sie in Aufbau und Funktion den Hepatozyten entsprechen.

Ein in mehrfacher Hinsicht relevantes Vorhaben: Denn die Leber agiert als das zentrale Stoffwechselorgan in unserem Körper und ist daher besonders in der Toxikologie und der pharmazeutischen Industrie von Bedeutung.

So können beim Abbau von Medikamenten durch die Leber beispielsweise reaktive Zwischenprodukte entstehen, die das Gewebe schwer schädigen. Um gesundheitlich Risiken auszuschließen und genau zu bestimmen, wie die Medikamente wirken, werden Tierversuche durchgeführt. Da diese Experimente auf ein Minimum beschränkt werden sollen und sich die Bedingungen im Tier von denen im menschlichen Organismus unterscheiden, eignen sich am besten menschliche Leberzellen für toxikologische Tests. Diese Zellen sind aber kaum verfügbar, da sie nur aus chirurgisch entfernten Lebern isoliert werden können.

Um verlässliche Alternativen zu finden, startet am IfADo nun ein breit angelegtes Forschungsprojekt in Kooperation mit Forschern der Universität Saarbrücken, der Berliner Charité, der TU Dortmund sowie Experten aus Großbritannien und Schweden. Das Ziel: Das Gennetzwerk zu entschlüsseln, das die Weiterentwicklung der Stammzellen kontrolliert, und dieses Wissen anschließend zu nutzen, um Leberzellen im Labor zu züchten.

Das Know-how ist dar: 2015 ist es dem Team um IfADo-Forscher Dr. Patricio Godoy gelungen, auf Basis von Genanalysen und mittels mathematischer Modelle eine Blaupause für die Stammzelldifferenzierung von Leberzellen zu erstellen. Der systematische Vergleich von menschlichen Hepatozyten, Stammzellen und im Labor weiterentwickelten Stammzellen zeigt im Detail, wie groß die genetischen Unterschiede zwischen den Zelltypen jeweils sind und wo sie liegen.

So ergab die Gegenüberstellung beispielsweise, dass manche Gengruppen der verschiedenen, aus Stammzellen gezüchteten hepatozytenähnlichen Zellen den echten Leberzellen hinsichtlich der Proteinbildung ähneln. Andere Gengruppen entsprechen allerdings mehr den Funktionen von Darmzellen oder Stammzellen.

Der Zellvergleich macht somit deutlich, welche Parameter auf dem Weg von der Stammzelle zur Leberzelle weiter optimiert werden müssten. Hier setzen die Forscher nun an: Sie testen verschiedene Methoden, um z.B. die unerwünschte Ausbildung von Stammzell- oder Darmeigenschaften zu unterdrücken und gleichzeitig die Expression bestimmter Gene zu forcieren, um Leberzellen zu entsprechen. Unter anderem arbeiten die Wissenschaftler dabei mit der Gen-Editing-Technologie CRISPR/Cas.

„Die hepatozytenähnlichen Zellen gleichen bisher zu maximal 68 Prozent echten Leberzellen. Unser Projektziel ist es, die Differenzierung der Stammzellen in Hepatozyten noch weiter zu verbessern“, sagt IfADo-Forscher Godoy. Im Anschluss sollen in vitro Testsysteme entwickelt werden. Mit diesen soll es möglich sein, im großen Maßstab Leberzellen zu züchten. „Diese Technologie könnte Tierversuche aus der Toxikologie verdrängen und eine Schlüsselrolle in der Entwicklung der Stammzelltherapie einnehmen“, so Godoy. Das Projekt „StemNet“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit knapp einer Millionen Euro gefördert. Das dreijährige Projekt startet im Februar 2017.

Weitere Informationen:

http://www.ifado.de/toxikologie/2015/06/03/blaupause-fuer-die-stammzelldifferenz... Blaupause für die Stammzelldifferenzierung
http://www.ifado.de/blog/2017/01/04/forschungsprojekt-von-der-stammzelle-zur-leb... Kontaktdaten

Eva Mühle | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Studie entschlüsselt neue Diabetes-Gene
22.01.2018 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft
22.01.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

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: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics