Herzen aus der Petrischale rücken näher
Zellen beeinflussen sich positiv - Forscher konzentrieren sich nun auf die Signalübertragung
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Forscherin Ana Silva bei der Arbeit im McDevitt-Labor (Foto: ucsf.edu) |
San Francisco (pte003/06.12.2021/06:00)
Die Herstellung von Organen wie Herzen aus menschlichem Gewebe ist ein Stück näher gerückt. Wissenschaftler an den Gladstone Institutes https://gladstone.org/ im kalifornischen San Francisco haben jetzt herausgefunden, wie man eine neue Art von Organoid - einen dreidimensionalen, organartigen Zellhaufen - züchtet, der nachahmt, wie Darm- und Herzgewebe kooperativ aus Stammzellen entstehen, so wie es am Anfang jeden Lebens geschieht.
[b]Gewebe tauschen Signale aus[/b]
Im frühesten Stadium eines menschlichen Lebens beginnen sich Zellen, die identisch erscheinen, in verschiedene Typen zu teilen, die schließlich zu einer Vielzahl von Geweben und Organen heranwachsen, etwa zu Herzmuskeln oder Darmzellen. Während dieses Prozesses tauschen benachbarte Gewebe chemische Signale aus, die verschiedene Entwicklungsschritte des jeweils anderen auslösen, ein komplexer Prozess, den bisher niemand nachvollziehen konnte.
[b]Jetzt wird die Signalübertragung erforscht[/b]
Das Organoid, das ein Team um Todd McDevitt entwickelte, könnte als neues Werkzeug für die Laborforschung zur Signalübertragung zwischen Geweben dienen, die für eine gesunde menschliche Entwicklung unerlässlich ist. „Unsere Forschung hebt vielversprechende neue Dimensionen für Organoidtechnologien hervor, die unser Verständnis dafür verbessern könnten, wie sich entwickelnde Organe und Gewebe zusammenarbeiten und sich gegenseitig instruieren", so McDevitt.
[b]Pluripotente Stammzellen lassen sich „überreden"[/b]
McDevitts Labor ist führend bei der Entwicklung neuer Wege zur Züchtung von Organoiden in der Petrischale, bei denen es sich um Miniatur-Multizellstrukturen handelt, die in die Merkmale und Funktionen des Herzens, des Gehirns, der Lunge und anderer Organe reproduzieren. Sein Team stellt Herz-Organoide aus humaninduzierten pluripotenten Stammzellen her. Sie „überreden" diese Zellen, sich zu Herzzellen zu entwickeln, indem sie sie in verschiedenen Cocktails aus Nährstoffen und anderen natürlich vorkommenden Substanzen züchten.
[b]Ähnlich wie in einem normalen Embryo[/b]
Als sie andere Nährlösungen ausprobierten, entstanden Darm- und Herzzellen nebeneinander. „Wir waren fasziniert, weil sich Organoide normalerweise zu einem einzigen Gewebetyp entwickeln - zum Beispiel zum Herzgewebe", sagt Ana Silva, Postdoktorandin im McDevitt Lab. „Jetzt identifizierten wir sowohl Herz- als auch Darmgewebe, die kontrolliert zusammenwuchsen, ähnlich wie in einem normalen Embryo."
„Als klar wurde, dass das Vorhandensein des Darmgewebes zur Reife des Herzgewebes beitrug, erkannten wir, dass wir zu etwas Neuem und Besonderem gekommen waren", sagt McDevitt, der auch Professor für Bioingenieurwesen und therapeutische Wissenschaften an der University of California am Standort San Francisco https://www.ucsf.edu/ ist.
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