Artikel zur Langlebigkeit

Neue Methode zur Regeneration von Bauchspeicheldrüsengewebe könnte bei der Behandlung von Diabetes helfen

eine neue Methode zur Regeneration von menschlichem Bauchspeicheldrüsengewebe könnte bei der Behandlung von Diabetes helfen
  • Eine neue Methode ermöglicht die Langzeitkultur von Pankreasschnitten, um die Regeneration der menschlichen Bauchspeicheldrüse in Echtzeit zu untersuchen.

  • Diese erweiterten Kulturen menschlichen Bauchspeicheldrüsengewebes bewahren die Fähigkeit der Bauchspeicheldrüse, Betazellen wieder aufzufüllen, die bei einer Funktionsstörung eine Rolle bei der Entstehung von Diabetes spielen. 

  •  Die Regeneration konzentriert sich auf Vorläuferzellen, die auf den natürlichen Wachstumsfaktor BMP-7 reagieren und dabei helfen, die Betazellen der Bauchspeicheldrüse zu vermehren. 

Dieser Artikel wurde im Newsroom des Diabetes Research Institute veröffentlicht: 

Wissenschaftler des Diabetes Research Institute (DRI) an der Miller School of Medicine der University of Miami haben eine Methode entwickelt, die die Langzeitkultur von „Pankreasschnitten“ ermöglicht, um die Regeneration der menschlichen Bauchspeicheldrüse in Echtzeit zu untersuchen.

Die heute in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass erweiterte Kulturen nahezu intakten menschlichen Bauchspeicheldrüsengewebes die Fähigkeit des lebenden Organs bewahren, insulinproduzierende Betazellen wieder aufzufüllen. Die Verwendung dieses Systems als Modell zur Untersuchung der Pankreasregeneration könnte wichtige therapeutische Implikationen für die Behandlung von Diabetes haben.

Pankreasschnitte sind sehr dünne lebende Abschnitte des Organs, die die Zellarchitektur und die Zell-Zell-Interaktionen des natürlichen Organs bewahren. Die Erzeugung von Schnitten von menschlichen Spendern wurde erstmals am DRI im Rahmen einer vom Network for Pancreatic Donors with Diabetes (nPOD) geförderten Initiative durchgeführt.

Allerdings sind die Schnitte zerbrechlich und zerfallen in der Kultur in der Regel sehr schnell aufgrund der Selbstverdauung und mangelnder Sauerstoffversorgung. Eine solch schnelle Verschlechterung war mit der Untersuchung der Regeneration von Insulin produzierenden Betazellen, die bei Typ-1-Diabetes durch Autoimmunität zerstört werden, nicht vereinbar.

DRI-Wissenschaftler haben dieses Problem jedoch umgangen, indem sie die Schnitte auf ein Kulturgerät gelegt haben, das die Sauerstoffversorgung des Gewebes verbessert. Dies führte zu einer verlängerten Überlebenszeit und biologischen Funktion der Scheiben über viele Tage.

„Die Fähigkeit, menschliche Bauchspeicheldrüsenschnitte fast zwei Wochen lang am Leben zu halten, ist ein technischer Durchbruch, der es uns ermöglicht, die Regeneration von Betazellen in einem menschlichen Modell zu beobachten, das der echten Bauchspeicheldrüse stark ähnelt“, sagte Dr. Juan Domínguez-Bendala, Direktor von Stem Zellentwicklung für translationale Forschung und Forschung, außerordentlicher Professor für Chirurgie am Diabetes Research Institute der University of Miami Miller School of Medicine und Hauptforscher dieser Arbeit.

„Wir haben jetzt einen Einblick in das natürliche menschliche Organ, der vor dieser Studie einfach nicht möglich war.“

Die Regenerationsforschung des DRI konzentrierte sich auf eine Population stammähnlicher „Vorläuferzellen“, die dieses Team zuvor in der menschlichen Bauchspeicheldrüse charakterisiert hatte – ein Zellpool, der selbst bei Patienten mit langjährigem Typ-1-Diabetes intakt bleibt. Es wurde gezeigt, dass diese Zellen auf einen natürlichen Wachstumsfaktor, BMP-7, reagieren, indem sie sich vermehren und anschließend Insulin produzierende Betazellen entstehen lassen.

„Die Verlängerung der Lebensdauer dieser Schnitte in Kultur war der Schlüssel zur Beobachtung der Betazellregeneration in Echtzeit nach der Zugabe von BMP-7, selbst in Schnitten, die von diabetischen Spendern stammen.“ Das gibt uns Hoffnung, dass wir diesen Ansatz eines Tages möglicherweise auf lebende Patienten anwenden können“, sagte Ricardo Pastori, Ph.D., Forschungsprofessor für Medizin, Immunologie und Mikrobiologie und Direktor des Labors für Molekularbiologie bei Diabetes Research Institut, University of Miami Miller School of Medicine und Co-Hauptforscher dieser Studie.

Die hier verwendeten Erkenntnisse und das System werden auch künftige Studien zur menschlichen Bauchspeicheldrüse beeinflussen. In Anbetracht der Tatsache, dass sich präklinische Arbeiten an Tieren oft nur schlecht auf den Menschen übertragen lassen, könnte dieses In-vitro-Modell der menschlichen Bauchspeicheldrüse dazu verwendet werden, mit einem beispiellosen Maß an Genauigkeit nach zusätzlichen regenerativen Wirkstoffen zu suchen, wenn es darum geht, Reaktionen bei Patienten vorherzusagen. Dies könnte zu einem schnelleren und sichereren Weg zu klinischen Studien für Typ-1- und Typ-2-Diabetes führen.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation im Juni 2020.  



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