Wie sich die Reifung von Stammzellen in Nervenzellen beschleunigen lässt


Wie sich die Reifung von Stammzellen in Nervenzellen beschleunigen lässt

Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz veröffentlichen neue
Erkenntnisse auf dem Gebiet der Stammzellforschung in „Stem Cell Reports“

(Mainz, 09. Oktober 2017, ok) Nervenzellen (Neurone) aus Stammzellen zu
generieren ist eine Methode, die noch in den Kinderschuhen steckt. Einen
viel versprechenden
Ansatz, wie sich Stammzellen in Nervenzellen differenzieren lassen,
haben jetzt Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz entdeckt. Sie
sind sogar
in der Lage, den Reifungsprozess zu beschleunigen. Dazu verwenden sie
ein zu 90 Prozent aus Wasser bestehendes Hydrogel, welches als Gerüst
für künstliches
Hirngewebe dient und die Entwicklung von Nervenzellen begünstigt. In
einem zukünftigen Schritt wollen die Wissenschaftler herausfinden, wie
sich dieses
Biomaterial auf Hydrogelbasis in zerstörte Hirnregionen injizieren und
dort neue Nervenzellen entstehen lässt. Von den neuen Erkenntnissen
könnten langfristig
von einem Schlaganfall Betroffene oder Menschen mit einer
neurodegenerativen Erkrankung profitieren. Die Ergebnisse sind in der
aktuellen Ausgabe der hochrangigen
Zeitschrift „Stem Cell Reports“ veröffentlicht.

„Für unsere Studien haben wir ein neuartiges Biomaterial verwendet.
Seine Struktur und Härte, lässt sich so modifizieren, dass es ähnliche
Eigenschaften
wie das menschliche Gehirn aufweist. Es hat dieselbe Steifigkeit wie
Hirngewebe, und es verfügt über spezielle Anhaftungsmoleküle, die die
Entwicklung
von Nervenzellen beschleunigen. Ideale Voraussetzungen also für die
Neurogenese“, so Dr. Marcelo Salierno vom Institut für Physiologische
Chemie der Universitätsmedizin
Mainz, der die Studie leitete. Dr. Salierno ist Mitglied der
Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Benedikt Berninger, ebenfalls Institut
für Physiologische
Chemie.

Das Hydrogel beinhaltet neben im Gehirn natürlicherweise vorkommenden
Proteinen das synthetische Anhaftungsmolekül IKVAV. Dieses
Anhaftungsmolekül bewirkt,
dass aus tierischen Stammzellen generierte Nervenzellen im Hydrogel mit
seiner gehirnartigen Struktur/Matrix anhaften. Das konnte Dr. Salierno
in seinen
Studien zeigen. „Beide Faktoren in Kombination – die neuronale
Oberflächenanhaftung und die gehirnartige Steifigkeit des Materials –
ermöglichen es, die
Reifung von Stammzellen in Nervenzellen zu kontrollieren“, so Dr. Salierno.

Ihre Versuchsreihe führten die Wissenschaftler um Dr. Salierno zunächst
in vitro durch. Dabei konnten sie beobachten, wie das neue Biomaterial
mit menschlichen
Zellen interagiert und wie sich Stammzellen in Nervenzellen
differenzieren lassen. „Als nächster Schritt wäre denkbar, das Hydrogel
so zu modifizieren,
dass es sich in geschädigte Hirnregionen injizieren lässt“, erklärt Dr.
Salierno. „Es liegt noch eine gehörige Wegstrecke vor uns, doch am Ende
könnten
Schlaganfallpatienten oder von einer neurodegenerativen Erkrankung
betroffene Menschen von unserer Entdeckung profitieren“, fügt Dr.
Salierno hinzu.

Universitätsmedizin Mainz

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