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 Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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