Dreidimensionales Brustdrüsen-Modell
Münchner Forscher erzeugten mit einzelnen menschlichen Brustdrüsen-Zellen ein komplexes dreidimensionales Modell, das die Entwicklung der humanen Brustdrüse nachbildet.
Im Fachmagazin Development beschreiben Forscher vom Institut für Stammzellforschung (ISF) am Helmholtz Zentrum München und der LMU München, wie mit in der Petrischale gezüchtetem Brustdrüsengewebe die Entstehung von normalem Drüsengewebe nachvollzogen werden kann.
Aus einzelnen menschlichen Brustdrüsen-Zellen erzeugten die Wissenschaftler ein komplexes dreidimensionales Modell, das die Entwicklung der menschlichen Brustdrüse nachbildet, mit dem die Forschung im Bereich der Brustdrüsen-Entwicklung und der Entstehung von aggressivem Brustkrebs weiter vorangetrieben werden könnte.
Um die dreidimensionale Struktur der Brustdrüse nachzubauen, verwendete das Team um Christina Schee von der Nachwuchsgruppe Mammary Stem Cells ein transparentes Gel, in dem die Zellen wachsen und sich ausbreiten können – ähnlich der sich entwickelnden Brustdrüse während der Pubertät. Die Zellen bilden komplexe, sich verzweigende Milchgänge, die in bläschen-artigen Strukturen enden. Dafür werden Stammzellen benötigt, deren genaue Identität in der Brust allerdings weiterhin verborgen bleibt. Während der reproduktiven Lebensphase der Frau sorgen sie dafür, dass sich die Brustdrüse ständig erneuert, damit auch nach mehreren Schwangerschaften die Milchproduktion sichergestellt ist. Allerdings können sich auch Brustkrebszellen stammzellartige Eigenschaften aneignen, was den Forschern zufolge wesentlich zu deren Aggressivität beiträgt.
Bei der Beobachtung der Funktion normaler Brust-Stammzellen erkannten die Wissenschaftler, dass das Verhalten der Zellen mit regenerativer Kapazität auch von den physikalischen Eigenschaften ihrer Umgebung mitbestimmt wird. Laut Erstautorin Jelena Linnemann führte ein weniger elastisches Gel dazu, dass die Zellen im Gel invasiver wuchsen. Ein ähnliches Verhalten wurde auch schon Brustkrebszellen zugeschrieben. Die Ergebnisse der Münchner Stammzellforscher legen nahe, dass es sich hierbei um einen normalen Prozess während der Organ-Entwicklung handelt, der bei Brustkrebs unkontrolliert aktiviert wird. Durch das Kultur-Modell können die Forscher nun besser untersuchen, wie solche Prozesse in Tumoren therapeutisch gehemmt werden können.
Jelena R. Linnemann, Haruko Miura, Lisa K. Meixner, Martin Irmler, Uwe J. Kloos, Benjamin Hirschi, Harald S. Bartsch, Steffen Sass4, Johannes Beckers, Fabian J. Theis, Christian Gabka, Karl Sotlar, Christina H. Scheel
Quantification of regenerative potential in primary human mammary epithelial cells
Development, Posted online before print June 12, 2015, doi: 10.1242/dev.123554
Quelle: Helmholtz Zentrum München