Ein bisschen Druck macht bessere Stammzellen

Künstlerische Darstellung einer Kolonie umprogrammierter Zellen, eingebettet in ein Gel.
Künstlerische Darstellung einer Kolonie umprogrammierter Zellen, eingebettet in ein Gel. © Matthias Lutolf / EPFL
Forschende der ETH Lausanne stellen eine Methode vor, um normale Zellen noch effizienter zu Stammzellen zu “verjüngen”: Einquetschen fördert scheinbar die Umwandlung. Stammzellen sind die Hoffnungsträger der Medizin.

Aus diesen “Alleskönnern” unter den Zellen lassen sich im Labor verschiedene Gewebe züchten, die für die Forschung und für die Entwicklung neuer Therapien eingesetzt werden. Besonders interessant sind hierfür Stammzellen, die Forscher aus normalen Körperzellen erzeugen, indem sie diese in einen ursprünglichen Zustand “zurückprogrammieren”.

Noch ist dies jedoch schwierig und aufwändig. Wissenschaftler der ETH Lausanne (EPFL) haben diesen Prozess nun schneller und effizienter gemacht, wie die Hochschule am Montag mitteilte.

Ein Problem besteht darin, dass man die Zellen oft auf zweidimensionalem Raum in Petrischalen kultiviert, was wenig mit der natürlichen Situation im Körper gemein hat. Das Team um Matthias Lutolf von der EPFL nutzt daher ein dreidimensionales System.

Die Forschenden betten die Zellen in ein Gel ein, das ein Gemisch aus Nähr- und Wachstumsstoffen enthält. “Wir versuchen die dreidimensionale Umgebung in einem lebenden Gewebe zu simulieren und schauen, wie das das Verhalten der Stammzellen beeinflusst”, liess sich Lutolf in der Mitteilung zitieren.

Dabei entdeckten Lutolf und sein Team, dass auch die physikalischen Eigenschaften des Gels einen Einfluss hatte: Mit einem dichteren und somit steiferen Gel liessen sich die Zellen schneller und besser reprogrammieren. Das beruht vermutlich auf den Kräften, welche das Gel auf die Zellen ausübt. Ihre Ergebnisse stellen sie im Fachjournal “Nature Materials” vor.

Aus früheren Studien weiss man, dass mechanische Reize das Verhalten von Zellen beeinflussen können. Forscher der University of Buffalo in New York berichteten Ende 2014, Zellen sogar allein durch mechanische Reize in einen Stammzell-ähnlichen Zustand versetzt zu haben. Die EPFL-Studie liefert somit einen weiteren Hinweis, dass mechanischer Stress beim “Verjüngen” der Zellen helfen könnte.

Noch wird dieses Phänomen jedoch nicht gut verstanden. Die Forschenden um Lutolf möchten nun weiter untersuchen, wie mechanische Reize mit genetischen Faktoren zusammenwirken, um die Zellen leichter programmierbar zu machen.

(SDA)


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