Eine schlagende, herzähnliche Struktur, komplett mit einer zentralen Kammer und einem Netzwerk von Blutgefäßen: Das entstand in einem Experiment aus Stammzellen, die sich nach Anweisung von sogenannten Organisatorzellen passend formten. Die Forscher sprechen von einem »unglaublichen Maß an Kontrolle, das wir bisher nicht hatten.« Wenn das so stimmt, steht ein medizinischer Durchbruch bevor.


Stammzellen sind äußerst wandelbar

Organisatorzellen streuen Signalmoleküle

Die Experimente zur gesteuerten Gewebebildung aus Stammzellen fanden am Cedars-Sinai Health Sciences University und der University of California, San Francisco (UCSF) statt. Wissenschaftler schufen künstliche Zellen als »synthetische Organisatoren«, die den embryonalen Stammzellen Anweisungen geben, sich zu bestimmten Gewebeformen und Organen zu entwickeln. Die Organisatoren ordnen sich selbständig um die Stammzellen herum an und produzierten ihre Signalmoleküle, Morphogene genannt. Je nach Konzentration dieser Morphogene bilden sich die Stammzellen unterschiedlich aus. Eine hohe Konzentration an Signalmolekülen bringt sie zum Beispiel dazu, Nervenzellen zu werden, während dieselben Morphogene in mittlerer Konzentration die Bildung einer Hautzelle veranlassen.

Stammzellen formten einen Mauskörper

Den Forschern gelang es, aus Stammzellen einen Mauskörper zu formen, von Kopf bis zum Schwanz, ähnlich eines Embryos im Mutterleib. Wendell Lim, ein Autor dieser Studie und Professor für zelluläre und molekulare Pharmakologie, sagt dazu: »Indem wir die Differenzierung und Entwicklung von Stammzellen kontrollieren und umgestalten, könnten wir bessere Organe für die Transplantation von Organoiden zur Krankheitsmodellierung züchten und sie schließlich für die Geweberegeneration bei lebenden Patienten einsetzen.«


Die Organisatorzellen verfügen über einen chemischen Schalter, mit dessen Hilfe die Wissenschaftler die Übermittlung von Anweisungen ein- und ausschalten können. Außerdem haben die Forscher einen »Zell-Suizid-Schalter« angebracht, um die Zellen bei Bedarf zu eliminieren. Mithilfe der Stammzellenprogrammierung lassen sich in Zukunft vielleicht komplexe Krankheiten bekämpfen, zum Beispiel Parkinson oder Diabetes.

Quelle: newatlas.com

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