Stammzell-Durchbruch: Menschliches Lebergewebe funktioniert in Mäusen

Von Christina Elmer

Petrischalen mit Lebergewebe: Zellen organisierten sich selbständig Zur Großansicht
Takanori Takebe

Petrischalen mit Lebergewebe: Zellen organisierten sich selbständig

Ersatzorgane aus Stammzellen gehören zu den großen Hoffnungen der Medizin. Jetzt sind japanische Forscher diesem Ziel ein Stück näher gekommen: Sie erzeugten menschliches Lebergewebe und verpflanzten es in Mäuse - wo es prompt die Arbeit aufnahm.

Eine neue Niere, Leber oder gar ein Herz, hergestellt aus den eigenen Stammzellen des Patienten: An dieser biomedizinischen Vision arbeiten Forscher weltweit. Japanischen Wissenschaftlern ist auf dem Weg dorthin jetzt ein Erfolg gelungen. Sie behandelten menschliche Stammzellen so, dass sie sich zu Leberzellen entwickelten und Gewebestrukturen bildeten. Das Gewebe transplantierten die Forscher Mäusen, wie sie im Fachmagazin "Nature" berichten.

Nach der Transplantation dauerte es demnach zwei Tage, bis das menschliche Lebergewebe mit den Gefäßen im Bauchraum der Mäuse verbunden war. Um herauszufinden, ob das Lebergewebe auch seiner Funktion im Stoffwechsel nachging, nutzen die Forscher einen Trick: Sie gaben den Mäusen Wirkstoffe, die bei ihnen normalerweise anders verarbeitet werden als beim Menschen. Im Urin der Tiere waren jedoch auch typische Abbauprodukte des menschlichen Stoffwechsels nachweisbar. Also arbeitete das fremde Lebergewebe.

Verfahren ohne embryonale Stammzellen

Als "beeindruckende Publikation" bezeichnet der Bonner Stammzellforscher Oliver Brüstle die Arbeit der Japaner. Sie stehe exemplarisch für eine Reihe von Studien, die über die reine Gewinnung bestimmter Zelltypen aus Stammzellen hinausgehen: "Aktuelle Entwicklungen gehen dahin, das Selbstorganisationspotential der Zellen zu nutzen und sie sich in Gewebe entwickeln zu lassen."

Das Verfahren kommt ohne Stammzellen aus, die aus Embryonen erzeugt werden. Stattdessen nutzten die Forscher induzierte pluripotente Stammzellen, zu denen gereifte Körperzellen umprogrammiert werden können. Diese sogenannten iPS-Zellen können sich zu vielen verschiedenen Zelltypen entwickeln. Wie sich iPS-Zellen erzeugen lassen, beschrieb Shinya Yamanaka von der Kyoto University erstmals 2006 - und erhielt dafür 2012 den Nobelpreis für Medizin.

Die japanischen Forscher schafften es, dass iPS-Zellen sich im Labor zu Keimzellen der Leber entwickelten. Diesen fügten sie weitere Gewebezellen hinzu. Was dann in den Petrischalen passierte, erstaunt auch den Stammzellforscher Tobias Cantz von der Medizinischen Hochschule in Hannover: "Faszinierend daran ist vor allem, dass sich die Stammzellen selbständig organisieren und quasi Organknospen bilden. Bislang ist man davon ausgegangen, dass dies nur während der Embryonalentwicklung vorkommt."

Ein Gewebe ist noch keine Leber

Bei aller Begeisterung aus der Fachwelt darf aber nicht unterschlagen werden, was bei den Versuchen erzeugt wurde: funktionelles Lebergewebe, kein komplettes Organ. Das ist schon wegen der beiden völlig unterschiedlichen Aufgaben der Leber gar nicht so einfach: "Die Leber hat große Bedeutung für den Stoffwechsel und muss das Blut entgiften. Für letztere Aufgabe muss sie schädliche Substanzen in die Gallenwege ableiten", sagt Cantz. Ob sich diese essentiellen Verbindungen zur Galle auch in den Versuchen der Japaner ausgebildet haben, sei aber nicht nachvollziehbar.

Bis sich eine vollständige Stammzell-Leber im Labor erzeugen lässt, sind ohnehin noch einige Schritte nötig. Zum Beispiel müsste sich das aus Stammzellen gewonnene Gewebe auch direkt in der Leber beweisen. Im aktuellen Versuch verpflanzten die Forscher es in das Mesenterium der Mäuse, also einen Bereich zwischen Darm und Bauchwand - auch weil es dort einfacher zu beobachten war.

Zudem fehlen Versuche mit Erkrankungen, bei denen ein Einsatz des Lebergewebes überhaupt sinnvoll wäre. Schließlich dauert es mehrere Wochen, um das Gewebe aus iPS-Zellen herzustellen - und damit zu lange, um etwa Patienten mit akutem Leberversagen zu helfen.

Erste Studien an Menschen könnten frühestens in zehn Jahren beginnen, sagte Takanori Takebe, einer der Autoren der Studie.

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insgesamt 3 Beiträge
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1. Noble lectures 2012 john gurdon shinya yamanaka
crigs 03.07.2013
Seit ich diese Noble Lecture via You Tube studieren konnte, bin ich von von den beiden Nobelpreisträgern sehr tief beeindruckt. Sie wissen genau, in welcher Richtung die iPSCelles-Forschung gehen wird. Sie sind so zuversichtlich, dass man sie nur grosszügig unterstützen kann. Sogar während der Forschung zeigen sie Humor. Schauen Sie rein bei 2012 !
2. ....
rompipalle 04.07.2013
Leicht falsch der Artikel... Die Leber hat nicht nur zwei Aufgaben. Sie wandelt auch das junge Blut,das aus den Knochen Spalt schlüpft in eine erwachsene Blutzellen um,die überall im Körper die ihre richtige Aufgabe übernehmen kann.die Leber ist für diese komplexen Aufgaben voll ausgestattet mit weiteren Leber-Stamzellen. Ist das Jungblut einmal umgewandelt -man spricht Dann von einem sogenannten "sangue maturato".In diesem reifen Blut befinden sich dann verschiedene Proteine welche Stoffwechsel Aufgaben anregen,die so genanten Wachstums Faktoren. Diese Gruppen sind fundamental für die Regeneration der tessuti,und ist so gesehen auch der Bestandteil einer Enzymatischen Kaskade -mit denen im Blut dann vorhanden Wachstumsfaktoren/piastrine. diese Wachstumsfaktoren sind reine messenger proteins die der Zelle Letzt endlich nur sagen/Stimuli was sie modellieren sollte mit der ihrer DNA spezialisierten Codierung.deshalb spricht man auch von den "messenger proteins" zum Beispiel:ein zerschnittener Fingernagel soll wieder zusammen wachsen an seiner Wundstelle. Da darf ja nichts schief gehen bei einer rimodulazione.... Sonst würde die Wunde nicht heilen. Und die verbliebene Narbe ist Dann der leichte Fehler an der DNA durch den Schnitt.
3. Menschliche Leberzellen in Mäusen
isocaedro 04.07.2013
1. Wie war es hier mit der Immunabwehr? 2. Wie nah sind wir damit an der (verbotenen) Chimären Bildung? Ein Horrorszenario wäere das doch wohl! Klaus Moll (Dr. rer. soc. oec)
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