3D-Modelle von menschlichem Gewebe in der regenerativen Medizin
Auftrag des EU-geförderten Projekts TISSUEGEN (The production of a 3D human tissue disease platform to enable regenerative medicine therapy development) war die Entwicklung einer In-vitro-Plattformtechnologie für krankes menschliches Gewebe Krankheit für die regenerative Therapie. Das Konzept basiert auf der In-vitro-Erzeugung von dreidimensionalen menschlichen Geweben kultiviert aus menschlichen iPS-Zellen. Leber-Hepatozyten und Gewebe wurden anhand ihrer wissenschaftlichen und kommerziellen Bedeutung für die Validierungsphase bestimmt. Die Forscher erstellten eine Sammlung von menschlichen iPS-Zellen und embryonalen Stammzellen von gesunden Spendern und von Patienten mit vererbten Stoffwechselstörungen. Sie optimierten Protokolle für die Differenzierung dieser Zellen in Hepatozyten. Die erhaltenen humanen Hepatozyten wurden in der 3D-Lebergewebeplattform weiter untersucht. Die Funktion von aus Stammzellen abgeleiteten Hepatozyten zeigte sich in Tests in dem Format einer 3D-Kultur im Vergleich mit der gleichen Menge von Zellen in einer 2D-Kultur wesentlich verbessert. Die 3D-Krankheitsmodelle wurden anschließend mithilfe von iPSZ-Hepatozyten und Cholangiozyten entwickelt, um Glykogen-Speicherkrankheit, Mukoviszidose und andere Krankheiten zu modellieren. Das Mukoviszidose-Modell rekapituliert die wichtigsten Aspekte der Krankheit und bot eine einzigartige Plattform, um die durch sie induzierten biliären Erkrankungen zu modellieren. Im Ergebnis lieferte das Projekt kommerziell verfügbare von Hepatozyten abgeleitete Stammzellen und ein Organ-on-a-Chip-Gerät (LiverChip®) mit hoher Durchsatzrate. Die 3D-Krankheitsmodelle sind wichtig etwa für die Identifizierung und Modulierung neuer Ziele in den Krankheitspfaden. Die gesunden Zellmodelle dagegen können in ein nützliches Werkzeug für das toxikologische Screenen weiterentwickelt werden.
Schlüsselbegriffe
3D-Modell von menschlichem Gewebe, regenerative Medizin, Stammzelle, TISSUEGEN, Hepatozyten, LiverChip®
