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pte20200918001 Medizin/Wellness, Forschung/Entwicklung

Züchtung menschlicher Organe rückt näher

EPFL-Wissenschaftler kreieren künstlichen Miniaturdarm, der wie ein echter funktioniert


Organoid: künstliche Darmzellen fast wie das Original (Bild: epfl.ch)
Organoid: künstliche Darmzellen fast wie das Original (Bild: epfl.ch)

Lausanne (pte001/18.09.2020/06:00) - Auf dem Weg zur biotechnischen Herstellung von Organen für Menschen haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) http://epfl.ch im Reagenzglas ein Stück Minidarm gezüchtet, der dem Original viel näherkommt als bisher bekannte Gewebe. Organoide sind wenige Millimeter große organähnliche Mikrostrukturen, die mit Methoden der Zellkultur künstlich erzeugt werden. Diese Technik soll eines Tages die Herstellung implantierbarer Organe ermöglichen.

Weniger Tierversuche als Ziel

Schon heute können Organoide eingesetzt werden, um neue Medikamente auf ihre Wirkungen und Nebenwirkungen zu testen, sodass weniger Tierversuche nötig sind. Organoide wachsen auf der Basis von Stammzellen in Nährlösungen. Die Kunst der Forscher ist es, die Form zu beeinflussen, sodass, wie in diesem Fall, ein winziger Darm entsteht.

Bisher etablierte Methoden zur Herstellung von Organoiden haben erhebliche Nachteile: Stammzellen entwickeln sich zumindest teilweise unkontrolliert zu kreisförmigen und geschlossenen Geweben mit kurzer Lebensdauer, die den natürlichen Vorbildern nur bedingt gleichen. EPFL-Forscher Matthias Lütolf Jetzt und sein Team konnten nun erstmals Stammzellen zu einem Darmorganoid "führen", das wie ein echtes Gewebe aussieht und auch so funktioniert. Die Experten haben die Fähigkeit ausgenutzt, entlang eines röhrenförmigen Gerüsts zu wachsen, dessen Oberfläche der eines natürlichen Gewebes ähnelt.

Stammzellen wachsen auf Hydrogel

Die EPFL-Forscher haben das Gerüst mithilfe von Laserstrahlen aus einen Hydrogel erzeugt - eine gallertartige Masse, die neben Proteinen aus dem natürlichen Darm vor allem Wasser enthält. Das Gerüst ist nicht nur der Nährboden, auf dem sich die Stammzellen vermehren, sie geben auch die Form vor. Die Organisation der Stammzellen zu einem winzigen Darm dauert nur wenige Stunden. Es bildeten sich von allein alle Zelltypen, die im realen Darm vorkommen, selbst einige seltene und spezialisierte, die in Organoiden normalerweise nicht vorkommen. Die Zahl der Zellen an der inneren Oberfläche des Darms, die absterben und entsorgt werden müssen, ist besonders groß. Auch diese Aufgabe schaffte das Darmorganoid.



(Ende)
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