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Forscher züchten insulinproduzierende Zellen aus menschlichen Hautzellen

Wissenschaftlern des Gladstone Institutes und der University of California ist es gelungen, menschliche Hauzellen in voll funktionsfähigen insulinproduzierenden Pankreas-Zellen umzuprogrammieren. Die Studie des Teams beweist, dass diese neue Form der Zellumprogrammierung nicht nur funktioniert, sondern auch in einem Ausmaß betrieben werden könnte, bei dem Milliarden solcher Zellen zu produzieren und mit diesen an Diabetes erkrankten Patienten zu behandeln.

Bild: Saiyong Zhu/Nature Communications

Bild: Saiyong Zhu/Nature Communications

Von der Haut- zur Bauchspeicheldrüsen-Zelle

Existierende Methoden zur Zucht von insulinproduzierenden Zellen nutzen menschliche Stammzellen, um diese zu den Zellen differenzieren zu lassen. Das Ziel des Teams aus Kalifornien war es, einen effektiveren Prozess zu finden. Vor diesem Hintergrund ergibt die Wahl von menschlichen Hautzellen als Ausgangspunkt Sinn, da diese in großer Zahl verfügbar sind. Die Forscher nutzten pharmazeutische Chemikalien, um die Zellen zu sogenannten endodermalen Vorläufer-Zellen zurückzuentwickeln, die normalerweise im Endodem eines menschlichen Embryos vorkommen und sich zu verschiedenen Zelttypen entwickeln können. Endodermale Vorläufer-Zellen sind bereits zu einem gewissen Grad differenziert. Die Forscher nahmen also ein Abkürzung, wodurch die Ausbildung von Pankreas-Zellen sehr viel schneller vonstatten ging. Für den Vorgang nutzten die Forscher verschiedene Katalysatoren, die die Entwicklung beschleunigten.

Eine Gefahr dabei war eine eventuelle Fehlentwicklung aufgrund der enormen Reproduktionsrate der Zellen, ein Effekt, der unter anderem auch bei der Entwicklung von Krebszellen beobachtet werden kann. Die Zellen in dem Experiment wiesen jedoch keinerlei maligne Fehlbildungen auf.

Chancen in der Diabetes-Therapie

Es gelang den Forschern relativ problemlos, die Vorläufer-Zellen zu sogenannten Beta-Zellen weiterzuentwickeln, die in der Bauchspeicheldrüse für die Speicherung und Freigabe von Insulin verantwortlich sind. Der letzte Schritt erwies sich als der komplizierteste: Nämlich die Umwandlung der Beta-Zellen in funktionierende insulinproduzierende Zellen, die sich für gewöhnlich in den sogenannten Langerhans-Inseln des Pankreas wiederfinden. Die Forscher haben sogar bereits erste Tests hinter sich, bei denen sie diese Zellen in die Bauchspeicheldrüsen von Mäusen implantierten, wo sie ihre Arbeit verrichteten und von natürlichen, vorhandenen Zellen nicht zu unterscheiden waren.

Um diese künstlichen Zellen tatsächlich für die Behandlung von Diabetes bei menschlichen Patienten zu verwenden, müssen die Forscher weitere Experimente und Studien durchführen. Es handelt sich jedoch bereits jetzt um einen medizinischen Durchbruch, der zu einer weitaus vereinfachten und effizienteren Therapie für Diabetes Typ 1 führen könnte.

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