Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blutbildung: Forscher bilden menschliches Knochenmarkgewebe nach

05.06.2018

Forscher haben ein künstliches Gewebe entwickelt, in dem menschliche Blutstammzellen über längere Zeit funktionsfähig bleiben. Das berichten Wissenschaftler der Universität Basel, des Universitätsspitals Basel und der ETH Zürich in der Fachzeitschrift PNAS.

Täglich werden im Knochenmark mehrere Milliarden Blutzellen gebildet. Für die ständige Zufuhr sorgen dabei Blutstammzellen, die sich in speziellen Nischen im Knochenmark befinden. Sie können sich selbst vermehren und zu roten und weissen Blutkörperchen ausreifen, die aus dem Knochenmark ins Blut gelangen.


Unter dem Rasterelektronenmikroskop zeigt sich die Ablagerung einer extrazellulären Matrix, in welche Zellen eingebettet sind – vermutlich sowohl Stromazellen als auch blutbildenden Zellen.

Universität Basel

Bereits seit mehreren Jahren versuchen Forscher, natürliches Knochenmark im Labor nachzubauen, um die Mechanismen der Blutbildung besser zu verstehen und neue Therapien – beispielsweise zur Behandlung von Leukämie – zu entwickeln.

Doch das hat sich als äusserst schwierig erweisen, da die Blutstammzellen in herkömmlichen In-vitro-Modellen ihre Eigenschaften verlieren, sich zu vermehren und in verschiedenen Arten von Blutzellen zu differenzieren.

Neuartiges künstliches Knochenmark

Forscher haben nun eine neuartige künstliche Knochenmarknische angefertigt, in der sich die Stamm- und Vorläuferzellen über mehrere Tage vermehren konnten. Dies berichten Forschende um Professor Ivan Martin vom Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel und um Professor Timm Schroeder vom Departement für Biosysteme der ETH Zürich.

Sie entwickelten ein künstliches Gewebe, das manche der komplexen biologischen Eigenschaften der natürlichen Knochenmarknischen nachahmt. Dafür kombinierten sie menschliche mesenchymale Stromazellen mit einem knochenähnlichen, porösen dreidimensionalen Gerüst aus Keramik in einem sogenannten Perfusions-Bioreaktor, in dem sich biologische und synthetische Materialien verbinden lassen.

So entstand eine Struktur, die von einer extrazellulären Matrix überzogen ist, in die sich Zellen einfügen können. In diesem Aspekt ist das künstliche Gewebe den natürlichen Knochenmarknischen molekular sehr ähnlich. In dieser Umgebung gelang es, die Funktionsfähigkeit von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen weitgehend zu erhalten.

Werkzeug für personalisierte Forschung

Das neue Verfahren eignet sich auch dafür, massgeschneiderte Knochenmarknischen herzustellen, die spezifische molekulare Eigenschaften aufweisen und bei denen sich einzelne Proteine einfügen oder entfernen lassen.

Das eröffnet vielfältige Perspektiven: Für die Erforschung von Faktoren, welche die Blutbildung beim Menschen beeinflussen, bis hin zum Screening von Medikamenten mit dem Ziel, die Reaktion einzelner Patienten auf eine bestimmte Behandlung vorherzusagen.

«Mit Knochen- und Knochenmarkzellen von Patienten könnten wir Bluterkrankungen wie zum Beispiel Leukämien in vitro modellieren. Und zwar in einem Umfeld, das ausschliesslich aus menschlichen Zellen besteht und das idealerweise personalisierte, individuelle Gegebenheiten einbezieht», erläutern Ivan Martin und Timm Schroeder.

Originalbeitrag

Paul E. Bourgine, Thibaut Klein, Anna M. Paczulla, Takafumi Shimizu, Leo Kunz, Konstantinos D. Kokkaliaris, Daniel L. Coutu, Claudia Lengerke, Radek Skoda, Timm Schroeder, and Ivan Martin
In vitro biomimetic engineering of a human hematopoietic niche with functional properties
PNAS (2018), doi: 10.1073/pnas.1805440115

Weitere Auskünfte

Prof. Dr. Ivan Martin, Universität Basel / Universitätsspital Basel, Departement Biomedizin, Tel. +41 61 265 23 84, E-Mail: ivan.martin@unibas.ch
Prof. Dr. Timm Schroeder, ETH Zürich, Departement für Biosysteme, E-Mail: timm.schroeder@bsse.ethz.ch

Cornelia Niggli | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie tickt die rote Königin?
22.01.2019 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast
22.01.2019 | Universität Heidelberg

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: Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Heidelberger Forscher untersuchen einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur...

Im Focus: Bifacial Stem Cells Produce Wood and Bast

Heidelberg researchers study one of the most important growth processes on Earth

So-called bifacial stem cells are responsible for one of the most critical growth processes on Earth – the formation of wood.

Im Focus: Energizing the immune system to eat cancer

Abramson Cancer Center study identifies method of priming macrophages to boost anti-tumor response

Immune cells called macrophages are supposed to serve and protect, but cancer has found ways to put them to sleep. Now researchers at the Abramson Cancer...

Im Focus: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Führende Röntgen- und Nanoforscher treffen sich in Hamburg

22.01.2019 | Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

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

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie tickt die rote Königin?

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Digitaler Denker: Argument-Suchmaschine hilft bei der Meinungsbildung

22.01.2019 | Informationstechnologie

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