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Forscher erstellen Innenohr mit Stammzellen
Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, Stammzellen zu verwenden, um Schlüsselstrukturen des Innenohrs bei Mäusen zu erstellen, und veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Natur.
Die Forscher der Indiana University fanden heraus, dass sie mithilfe einer 3D-Zellkulturmethode Stammzellen davon überzeugen konnten, sich zu einem Innenohr-Sinnesepithel zu entwickeln, das Kopfbewegungen, Schwerkraft und Ton erfasst. Das Epithel enthält Haarzellen, Stützzellen und Neuronen.
Eine 3D-Zellkulturmethode kann natürliche Gewebe und Organe genauer kopieren als zweidimensional gewachsene Zellen. In 3D-Zellkulturen können sich Zellen aneinander anlagern und natürliche Zell-zu-Zell-Verbindungen bilden.
Karl R. Köheler, einer der Forscher in der Studie, erklärt:
"Die dreidimensionale Kultur ermöglicht es den Zellen, sich selbst in komplexe Gewebe zu organisieren, indem sie mechanische Hinweise verwenden, die während der Embryonalentwicklung gefunden werden."
"Wir waren überrascht zu sehen, dass Stammzellen, wenn sie zu Innenohrvorläufern werden und in 3D-Kultur versetzt werden, sich so verhalten, als wüssten sie nicht nur, wie sie zu verschiedenen Zelltypen im Innenohr werden, sondern auch wie sie sich selbst organisieren in ein Muster, das dem heimischen Innenohr bemerkenswert ähnlich ist. "
Er fügt hinzu, dass ihr ursprüngliches Ziel darin bestand, Innenohrvorläufer, Zellen, aus denen andere Zellen gebildet werden, in der 3D-Kulturmethode herzustellen - aber als sie prüften, wurden Tausende von Haarzellen in der Kulturschale gefunden.
Die Forscher führten elektrophysiologische Tests durch, bei denen die elektrischen Eigenschaften von biologischen Zellen und Geweben untersucht wurden. Dabei stellte sich heraus, dass die aus Stammzellen erzeugten Haarzellen voll funktionsfähig waren und Bewegung und Schwerkraft fühlten.
Sie entdeckten auch, dass Neuronen - Nervenzellen -, die Schallinformation vom Innenohr zum Gehirn übertragen würden, sich während der Zellkultur entwickelt hatten und mit den Haarzellen verbunden waren.
Es gab Versuche, Innenohr-Haarzellen vorher in Standard-Zellkultursystemen zu wachsen. In der flachen 2D-Zellkulturschale fehlen jedoch die notwendigen Hinweise, um "Haarbündel" zu entwickeln. Die Haarbündel sind äußerst wichtig, um Geräusche zu erkennen und das Gleichgewicht zu halten.
Die Forscher sagen, dass weitere Forschung benötigt wird, um herauszufinden, wie Innenohrzellen bei der auditorischen Wahrnehmung beteiligt sind, und wie menschliche Innenohrzellen geschaffen werden können.
Sie fügen jedoch hinzu, dass die Arbeit in dieser Studie ein besseres Verständnis des Innenohrentwicklungsprozesses liefert und zur Entwicklung neuer Medikamente oder Zelltherapie zur Behandlung von Innenohrerkrankungen führen könnte.
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