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 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