Umwandlung von Stammzellen in Lungenzellen

Forscher vom Columbia University Medical Center behaupten, dass sie der Erzeugung von Lungengewebe für die Transplantation mit den eigenen Zellen eines Patienten einen Schritt näher gekommen sind.

Die Studie, veröffentlicht in Natur Biotechnologiestellt fest, dass Wissenschaftler menschliche Stammzellen erfolgreich in funktionierende Lungen- und Atemwegszellen umgewandelt haben. Sie behaupten, dass dies ein großes Potenzial für die Modellierung von Lungenerkrankungen, das Screening von Medikamenten und schließlich die Erzeugung von Lungengewebe für die Transplantation bietet.

Studienleiter Dr. Hans-Willem Snoeck, der dem Columbia Center for Translational Immunology und der Columbia Stem Cell Initiative angegliedert ist, erläutert die Bedeutung dieses Befundes:

"Den Forschern ist es relativ gut gelungen, menschliche Stammzellen zu Herzzellen, Pankreas-Beta-Zellen, Darmzellen, Leberzellen und Nervenzellen zu machen, wodurch sich allerhand Möglichkeiten für die regenerative Medizin ergeben."

Dr. Snoeck fügt hinzu:

"Jetzt können wir endlich Lungen- und Atemwegszellen herstellen. Dies ist wichtig, weil Lungentransplantate eine besonders schlechte Prognose haben. Obwohl jede klinische Anwendung noch viele Jahre entfernt ist, können wir über die Herstellung von autologen Lungentransplantaten nachdenken, also Transplantationen die die Hautzellen eines Patienten nutzen, um funktionelles Lungengewebe zu erzeugen. "

Sechs verschiedene Arten von Zellen

Dr. Snoecks frühere Forschung hat eine Reihe von chemischen Faktoren aufgedeckt, die menschliche embryonale Stammzellen oder vom Menschen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) in Vorläuferzellen von Lungen- und Atemwegszellen verwandeln können.

Die Forscher erklären, dass iPS-Zellen embryonalen Stammzellen ähneln, aber aus Hautzellen generiert werden. Indem man sie ermutigt, einen Entwicklungsschritt rückwärts zu gehen, können sie dazu gebracht werden, sich in spezialisierte Zellen zu differenzieren - was den Forschern eine Alternative zu humanen embryonalen Stammzellen ermöglicht.

Im Anschluss an diese Forschung entdeckten Dr. Snoeck und sein Team neue Faktoren, die die embryonalen Stammzellen oder iPS-Zellen in funktionelle Lungenepithelzellen verwandeln - die Zellen, die die Lungenoberfläche bedecken.

Es wurde gefunden, dass diese Zellen Marker für mindestens sechs verschiedene Arten von Lungen- und Luftwegzellen exprimieren, einschließlich Markern für Typ-2-Alveolarepithelzellen.

Lungenepithelzellen sind besonders wichtig, da sie Tenside produzieren - Lipoproteinkomplexe, die für die Aufrechterhaltung der Lungenbläschen essentiell sind, wo der Gasaustausch stattfindet. Diese Zellen helfen auch, die Lunge nach Verletzungen oder Schäden zu reparieren.

Die Forscher behaupten, dass dies Auswirkungen auf Krankheiten wie die idiopathische Lungenfibrose (IPF) hat, bei der angenommen wird, dass die Zellen vom Typ 2 eine zentrale Rolle spielen.

Dr. Snoeck hofft, dass diese Technologie den Forschern ermöglichen wird, "Labormodelle für IPF zu erstellen, die Krankheit auf molekularer Ebene zu untersuchen und Medikamente auf mögliche Behandlungen oder Heilmittel zu untersuchen".

Mit Blick auf die Zukunft sind Dr. Snoeck und sein Team optimistisch, dass die Technologie zu autologen Lungentransplantaten führen wird. Er erklärt:

"Dies würde bedeuten, dass man von einem Spender eine Lunge nimmt, alle Lungenzellen entfernt, nur das Lungengerüst übrig lässt und das Gerüst mit neuen Lungenzellen sät, die vom Patienten stammen. Auf diese Weise könnten Abstoßungsprobleme vermieden werden."

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