Funktionsfähige Leberzellen aus Stammzellen?
Die Herstellung von Leberzellen aus pluripotenten Stammzellen birgt großes Potenzial für die Forschung. Doch bisher war nicht bekannt, wie Stammzellen dazu gebracht werden, sich in funktionale Leberzellen weiterzuentwickeln. Forschende der StemNet-Forschungsgruppe des Leibniz-Instituts für Arbeitsforschung in Dortmund (IfADo) fanden nun heraus, dass der Transkriptionsfaktor CDX2 eine führende Rolle spielt.
CDX2-Netzwerk inaktivieren
Es zeigte sich, dass bisherige Methoden dazu führen, dass sich Stammzellen zu Hybridzellen entwickeln: Sie besitzen Eigenschaften von Leber- und Darmzellen. In der Embryonalentwicklung haben beide Zelltypen den gleichen Ursprung und reifen erst in der späteren Entwicklung zu unterschiedlichen Zelltypen heran. Diese Entwicklung wird durch das Aktivitätsniveau im Gen-Netzwerk gesteuert. Dieses Aktivitätsniveau konnte bisher nicht realitätsgetreu widergespiegelt werden.
Nun entdeckten die Forschenden die Rolle des CDX2-Netzwerks. Es zeigt eine hohe Aktivität während der Bildung von Leberzellen aus Stammzellen. Schalteten sie dieses Netzwerk aus, verhinderten sie die unerwünschten Eigenschaften wie die Bildung der großen Gallenkanäle, die eher für Darmzellen typisch sind. Mithilfe der Genschere CRISPR-Cas9 konnten die Forschenden selektiv CDX2 ausschalten und so die Entwicklung darmtypischer Eigenschaften fast vollständig verhindern. Die Zellen entwickelten den gewünschten Leberphänotyp und zeigten verbesserte Leberfunktionen wie die Bildung der Gallenkanäle und den Transport von Gallensäure.
„Das Verständnis der Einflüsse von Gen-Netzwerken auf die Entstehung der zellulären Identität ist grundlegend für die Entwicklung zuverlässiger Zell- und Gewebemodellsysteme auf Basis der Stammzelltechnologie“, erklärt Dr. Patrick Nell. „Auf diese Weise treiben wir die Forschung zu geeigneten Alternativen zu Tierversuchen und die verantwortungsvolle Entwicklung zukünftiger Zelltherapien voran.“
Quelle: idw
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