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Stammzellen: Funktionelle menschliche Leberknospen erzeugt

Leberknospen

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) gelten als Hoffnungsträger der regenerativen Medizin, und in einigen Studien haben sie bereits ihr Potenzial gezeigt, zu verschiedenen Körpergeweben heranzuwachsen. Japanischen Forschern gelang nun mit einer raffinierten Methode, Leberknospen herzustellen. In Mäuse implantiert, zeigten sie lebertypische Funktionen.

Anders als in bisherigen Ansätzen hatten die Wissenschaftler um Takanori Takebe von der Yokohama City University nicht auf reine Stammzelllinien und spezifische Wachstumsfaktoren gesetzt, sondern ihre iPS-Zellen zusammen mit Endothelzellen und mesenchymalen Stammzellen kultiviert – und damit quasi die Entstehung des Organs während der Embryonalentwicklung nachgestellt. Die drei Zellkulturen wuchsen in der Petrischale zu vier bis fünf Millimeter großen dreidimensionalen Zellclustern heran. Analysen der Genaktivität und des Stoffwechsels zeigten für menschliches Lebergewebe typische Eigenschaften.

Leberknospen in der Petrischale | In der Petrischalen reiften das Gemisch der drei Zelllinien zu dreidimensionalen Zellhaufen heran, die lebertypische Eigenschaften zeigten.

Da die Leberknospen zu groß waren, um sie Mäusen über den Blutkreislauf einzuschleusen, pflanzten die Forscher die Zellhaufen den Tieren ins Gehirn ein. Zuvor hatten sie den Nagern einen Teil der Schädeldecke entfernt und durch eine Glasplatte ersetzt, so dass sie das weitere Schicksal der Transplantate mit dem Mikroskop verfolgen konnten. Den Ergebnissen zufolge integrierte sich das menschliche Gewebe problemlos, bereits innerhalb von 48 Stunden beobachteten Takebe und seine Kollegen, dass sich die Gefäße des fremden mit dem Mausgewebe verknüpft hatten.

In einem weiteren Experiment transplantierten die Wissenschaftler die Leberknospen in den Bauchraum der Tiere. Auch hier zeigte das Gewebe bald lebertypische Funktionen und schützte die Mäuse sogar vor einem medikamentös erzeugten Leberversagen.

Bis auf diesem Weg jedoch wirklich eine transplantationsfähige Leber entsteht, gingen noch etwa zehn Jahre ins Land, schätzte Takebe bei einem Pressegespräch. Vielleicht liege die Zukunft dieses neuen Wegs zu Lebergewebe auch eher darin, ein besseres Modell für Medikamententests zu züchten, vermutet Chris Mason vom University College London – bisher werden dafür Zellen von Verstorbenen eingesetzt. Schließlich sei der Schritt von der Leberknospe hin zum voll funktionsfähigen Organ eine sehr große Herausforderung. Abgesehen davon hatten in letzter Zeit mehrere Studien gezeigt, dass die zunächst als potenzielle Alleskönner gefeierten iPS-Zellen durchaus ihre Tücken haben, die noch genauer erforscht werden müssen, bevor sie in die klinische Anwendung gehen können.

Die Forscher um Takebe planen nun im nächsten Schritt, ihre Leberknospen in der Größe zu reduzieren, um sie direkt in den Blutkreislauf injizieren zu können. Außerdem laufen bereits Experimente, in denen sie auf dem gleichen Weg Bauchspeicheldrüsengewebe erzeugen – die ersten Ergebnisse seien viel versprechend, so Takebe.

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  • Quellen
Nature 10.1038/nature12271, 2013

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