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Erste funktionelle, dreidimensionale menschliche Leber aus Stammzellen

“Wir haben einfach nur drei Zelltypen gemischt und festgestellt, dass sie unerwartet sich selbst zu organisieren begannen, um eine dreidimensionale Leber-Knospe zu bilden – eine rudimentäre Leber … Und schließlich haben wir bewiesen, dass die Transplantation dieser Leber-Knospe therapeutisches Potenzial gegen Leberversagen bietet” sagte Takebe vor wenigen Tagen zu BBC News.

Takanori Takebe ist der Leiter des japanischen Forscherteams der Abteilung für Regenerative Medizin an der Yokohama City Universität. Dieses Forschungsteam bildete zum ersten Mal eine winzige Leber-Knospe, etwa 4 Millimeter breit, durch die Zusammenführung der gleichen Arten von menschlichen Zellen, welche auch im menschlichen Embryo kombiniert sind, wenn die Leber zu wachsen beginnt.

Zuvor haben mehrere Arbeitsgruppen Lebergewebe aus Stammzellen gewonnen: z.B. zum ersten Mal erstellte bereits im Jahr 2000 Prof. Colin McGuckin Lebergewebe aus Nabelschnurblut-Stammzellen, aber um ein funktionelles Organ komplett mit Blutgefäßen zu bekommen, war dies noch nicht genug.

Daher haben Takebe und seine Kollegen einen anderen Ansatz vorgeschlagen, welcher die frühen Stadien der Bildung der Leber während der fetalen Entwicklung imitieren könnte. Ein wichtiges Element in diesem Prozess ist die Koordination zwischen den drei Arten von Stammzellen: Leber-, mesenchymale und endotheliale Stammzellen.

Induzierte pluripotente Stammzellen – die die Fähigkeit besitzen sich in nahezu jede Art von Zelle im Körper zu differenzieren – wurden induziert Leber zu werden: Eine Population von Stammzellen aus menschlichem Nabelschnurblut wurde verwendet, um Blutgefäße zu bilden und mesenchymale Stammzellen, um Bindegewebe zu erzeugen.

Nach vier bis sechs Tagen Wachstum in einer Petrischale, wurden die Leber-Knospen in Mäuse transplantiert, wo sie schnell neue Blutgefäße bildeten, die wie ein Netz aus Arterien und Venen bei einer erwachsenen Leber aussahen. Die experimentellen Lebern wuchsen für etwa zwei Monate in ihren Mäuse-Wirtstieren weiter.

Die Wissenschaftler überprüften nicht nur die Funktionalität der Leber-Knospen, sondern sie transplantierten sogar diese neuen Leber-Knospen in Mäuse mit Leberversagen, um die Verbesserung bezüglich Überlebensdauer im Vergleich zu Probanden, die operiert wurden, aufzuzeigen.

Obwohl weitere Forschungen notwendig sind, um diese Techniken als Behandlung für Patienten umzusetzen, wurde die Machbarkeit bewiesen, was ein wichtiger Schritt nach vorn ist, bei der Schaffung von in vitro Organ-Knospen, die für eine Transplantation genutzt werden können.

Referenzen:
Takanori Takebe et al. “Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant” Nature 2013

http://ca.news.yahoo.com/blogs/geekquinox/scientists-produce-functional-human-livers-stem-cells-170539626.html

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