Stammzellen produzieren Insulin
Schweizer Forscher programmierten Stammzellen aus dem Fettgewebe eines Probanden zu Insulin-produzierenden Betazellen um.
Martin Fussenegger und seine Kollegen vom Departement Biosysteme der ETH Zürich in Basel beschreiben im Fachjournal Nature Communications, wie sie Stammzellen aus dem Fettgewebe eines 50-jährigen Probanden genetisch so umwandelten, dass diese natürlichen Betazellen aus dem Pankreas ähneln und in Anwesenheit von Glukose in der Lage sind, Insulin zu produzieren. Dafür fügten die Biotechnologen in die Stammzellen die genetische Software, ein artifizielles und hochkomplexes Gennetzwerk, ein und legten diese so aus, dass sie die wichtigsten der in diesen Reifungsvorgang involvierten Wachstumsfaktoren zeitlich und mengenmäßig exakt rekonstruiert.
Umprogrammieren mithilfe eines künstlichen Gennetzwerkes
Gegenüber der Nachrichtenagentur sda erläuterte Fussenegger, dass bisherige Versuche, Stammzellen in der Petrischale zu Betazellen umzuwandeln, etwas alchimistisch verlaufen seien. So habe man bei der Stammzelldifferenzierung “einfach ein paar Chemikalien und Faktoren draufgeworfen” und “so etwas ähnliches wie Betazellen” erhalten. Das nun entwickelte Verfahren sei wesentlich definierter und ahme den natürlichen Reifungsprozess nach, wodurch auch ein besseres Resultat erzielt werden konnte. Die von Fussenegger und seinem Team hergestellten Zellen hätten – wie natürliche Betazellen – mit einer ähnlichen Dynamik der Insulin-Produktion auf die Anwesenheit von Glukose reagiert. Mit dem neuen Verfahren gelinge es, drei von vier Fett-Stammzellen in Beta-Zellen umzuwandeln.
Zwar sei die produzierte Insulinmenge bei den im Labor gereiften Zellen noch etwas niedriger als bei ihren natürlichen Gegenstücken, die Forscher erwarten aber, dass sich die programmierten Zellen nach der Implantation im Körper noch anpassen. Dabei sei es fast wichtiger, die Dynamik der Reaktion richtig hinzubekommen als die totale Menge des produzierten Hormons. Zwar seien artifizielle Betazellen noch nie in einen Patienten eingepflanzt worden, Fussenegger ist jedoch zuversichtlich, dass das Verfahren seines Teams eines Tages zur medizinischen Anwendung kommen werde.
Pratik Saxena, Boon Chin Heng, Peng Bai, Marc Folcher, Henryk Zulewski, Martin Fussenegger
A programmable synthetic lineage-control network that differentiates human IPSCs into glucose-sensitive insulin-secreting beta-like cells
Nature Communications, published online April 11th 2016. DOI: 10.1038/NCOMMS11247
Quelle: APA, News Release ETH Zürich