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ÄRzte bauen neue Thymusdrüse in einem lebenden Tier aus Laborzellen an

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Anonim

Zum ersten Mal haben Forscher ein komplexes und voll funktionsfähiges Organ in einem lebenden Tier aus Zellen aufgebaut, die außerhalb des Körpers entstanden sind. Mehr Forschung ist erforderlich, bevor die Technik auf Menschen angewendet werden kann, aber der Fortschritt bringt uns einen Schritt näher zu im Labor gewachsenen Organen.

"Die Fähigkeit, Ersatzorgane aus Zellen im Labor zu züchten, gehört zu den" heiligen Gräueln "in der regenerativen Medizin", sagt Studienautorin Clare Blackburn, Professorin für Gewebsstammzellbiologie am MRC-Zentrum für Regenerative Medizin am Institut für Regenerative Medizin Universität von Edinburgh, in einer Pressemitteilung. "Aber die Größe und Komplexität von im Labor gewachsenen Organen war bisher begrenzt. "

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Die Technik wurde am 24. August in der Zeitschrift Nature Cell Biology beschrieben. Die Forscher programmierten Bindegewebszellen, so genannte Fibroblasten, so um, dass sie wie Zellen aus dem Thymus aussehen und wirken. Der Thymus ist ein Organ direkt unter dem Brustbein und über dem Herzen und ist Teil des Immunsystems. Es ist verantwortlich für die Herstellung der T-Zellen, die benötigt werden, um Infektionen im Körper zu bekämpfen, die durch Bakterien und Viren verursacht werden.

Künstliche Organe können Kindern, die ohne Thymusdrüse geboren wurden, helfen, das Immunsystem von Knochenmarktransplantationspatienten nach ihrer Behandlung zu stärken. Die Organe könnten auch älteren Erwachsenen zugute kommen. Wenn die Menschen älter werden, schrumpft ihr Thymus und sie haben eine verminderte Fähigkeit, neue Infektionen zu bekämpfen.

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Thymuszellen aus Bindegewebszellen umprogrammiert

Die Forscher umprogrammierten zunächst Fibroblasten aus einem Mausembryo. Die umprogrammierten Fibroblasten exprimierten ein Gen, das in diesen Zelltypen normalerweise nicht aktiv ist. Als Ergebnis veränderten die Zellen ihre Form, um Thymuszellen ähnlicher zu werden. Sie begannen auch andere Thymus-spezifische Gene zu exprimieren. Die Forscher zeigten, dass diese Zellen im Labor die Produktion von T-Zellen unterstützen, ein wesentlicher Bestandteil der Schaffung eines funktionierenden Thymus.

"Durch die direkte Neuprogrammierung von Zellen ist es uns gelungen, einen künstlichen Zelltyp zu produzieren, der nach der Transplantation ein vollständig organisiertes und funktionsfähiges Organ bilden kann", sagte Blackburn. "Dies ist ein wichtiger erster Schritt auf dem Weg zur Schaffung eines klinisch nützlichen künstlichen Thymus im Labor. "

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Im nächsten Schritt des Verfahrens transplantierten die Forscher diese umprogrammierten Zellen zusammen mit anderen Arten von Thymuszellen auf die Nieren von Mäusen. Nach vier Wochen wuchsen die Zellen zu einem Ersatzorgan mit der gleichen Struktur und Funktion wie ein nativer Thymus. Bluttests zeigten, dass die neugewachsenen Thymusdrüsen in acht Wochen bei einigen der Mäuse T-Zellen produzierten.

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Ein Ansatz für Lab-Grown-Organe

Diese Arbeit ist nur ein Ansatz für das Wachstum von Organen, die von Wissenschaftlern getestet werden, bietet jedoch bestimmte Vorteile. Die Herstellung von Thymuszellen aus Fibroblasten, die demselben Tier entnommen wurden, reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass das Organ zurückgewiesen wird. Aktuelle Spendenprogramme bei Menschen erfordern, dass die Organe eng mit dem Spender und dem Empfänger übereinstimmen, um zu vermeiden, dass das Organ vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen wird.

Bevor Forscher jedoch versuchen können, einen Thymus in Menschen zu züchten, muss die Arbeit jedoch mit menschlichen Zellen und anderen Tieren repliziert werden. Bei Erfolg könnte diese Technik zumindest im Falle des Thymus einen Teil des Organbedarfs lindern.

"Wachsende" Ersatzteile für geschädigtes Gewebe könnten die Notwendigkeit beseitigen, ganze Organe von einer Person auf eine andere zu transplantieren ", sagte Dr. Rob Buckle, Leiter der Regenerativen Medizin am MRC Center, in der Pressemitteilung und fügte hinzu: Das hat viele Nachteile - nicht zuletzt einen kritischen Mangel an Spendern. "

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Buckle kam zu dem Schluss, dass mehr Arbeit benötigt wird, bevor dieser Prozess in der Laborumgebung reproduziert werden kann, und zwar in einer sicheren und streng kontrollierten Art und Weise geeignet für den Einsatz am Menschen.

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