Medizin Forscher züchten aus Stammzellen menschliches Darmgewebe

Erstmals ist es Wissenschaftlern gelungen, aus menschlichen Stammzellen komplexe Gewebestrukturen wachsen zu lassen. Das so entstandene Darmgewebe könnte eines Tages für Transplantationen genutzt werden.

Eingefärbtes gezüchtetes Darmgewebe: Aus pluripotenten Stammzellen erzeugt
Jason Spence

Eingefärbtes gezüchtetes Darmgewebe: Aus pluripotenten Stammzellen erzeugt


London - Stammzellen gelten als die kommenden Wundermittel in der Medizin. Bislang konnten Forscher unspezialisierte Zellen aber nur insoweit programmieren, dass aus ihnen neue Zelltypen entstanden, nicht jedoch vielschichtige Organgefüge. Nun ist es Wissenschaftlern um James Wells vom Cincinnati Children's Hospital Medical Center gelungen, aus Stammzellen menschliches Darmgewebe zu züchten. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Fachmagazin "Nature" ( Online-Vorabveröffentlichung).

Für ihre Studie nutzten die Forscher sogenannte pluripotente Stammzellen. Diese haben sich noch nicht spezialisiert, sich also nicht in bestimmte Körperzellen wie beispielsweise Haut-, Nerven- oder Darmzellen umgewandelt. Sie können daher noch alle der mehr als 200 unterschiedlichen Zelltypen des menschlichen Körpers bilden - diese Fähigkeit wird als Pluripotenz bezeichnet.

Die Forscher arbeiteten sowohl mit embryonalen Stammzellen, die natürlicherweise pluripotent sind, als auch mit sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen, die sie aus umprogrammierten Hautzellen erzeugt hatten.. Letztere Form bietet den Vorteil, dass sie vom Patienten selbst gewonnen werden kann. Solche Stammzellen tragen folglich das Erbgut des Betroffenen und bleiben so bei eventuellen Transplantationen von Abstoßungsreaktionen verschont. Zudem sind sie ethisch weniger umstritten.

Um die Stammzellen in Darmzellen umzuwandeln, imitierten die Forscher Bedingungen, wie sie auch bei der embryonalen Entwicklung von Darmgewebe herrschen. So kristallisierten sich Strategien heraus, mit denen die Wissenschaftler alle Stadien bei diesem Ablauf auslösen konnten. Am Ende dieser Versuchsreihen hatten beide Typen von Stammzellen unter den Laborbedingungen Strukturen gebildet, die der menschlichen Darmschleimhaut entsprechen. Dabei übernahmen die Zellen auch alle unterschiedlichen Funktionen innerhalb dieses komplexen Zellgefüges. Insgesamt seien für die Umwandlung der Stammzellen in Darmgewebe etwa 28 Tage nötig, sagen die Forscher.

"Das ist die erste Studie, die zeigt, dass pluripotente Stammzellen in der Petrischale so programmiert werden können, dass sie menschliches Gewebe mit dreidimensionalem Aufbau bilden können, dessen Zusammensetzung dem Darmgewebe ähnelt", sagte James Wells.

In weiteren Untersuchungen will das Team nun testen, ob das im Labor erzeugte Darmgewebe sich für Transplantationen eignet, um Erkrankungen wie das Kurzdarmsyndrom behandeln zu können. Dieses Krankheitsbild entsteht durch die operative Entfernung oder das angeborene Fehlen großer Teile des Dünndarms. Hier könnten Transplantationen mit körpereigenem Darmgewebe helfen.

Darüber hinaus sehen die Forscher das künstlich erzeugte Darmgewebe als zukünftiges Testsystem, beispielsweise für die Erforschung verschiedener Darmerkrankungen. Außerdem ließen sich daran auch die Eigenschaften von Medikamenten erproben, um deren Aufnahme über den Darm zu verbessern.

hda/dapd



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