Ein neuer Ansatz zur Behandlung von Gelenkschmerzen bei Pferden
Nicht nur Menschen leiden an Gelenkschmerzen – auch Pferde entwickeln Arthritis. „Pferde sind Sport- und Begleittiere mit immensem wirtschaftlichem und gesellschaftlichem Wert. Somit stehen wir in der Pflicht, uns um ihr Wohlergehen zu kümmern“, sagt Laura Barrachina Porcar, eine Forscherin an der Universität Galway und Stipendiatin der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen. Initiativen wie das EU-finanzierte Projekt CAREQiPSC wurden gegründet, um die Behandlung von Arthritis bei Pferden zu fördern. „Die Gelenke von Pferden und Menschen weisen viele Ähnlichkeiten auf. Daher haben Fortschritte in der Tiermedizin auch mögliche Vorteile für Menschen“, ergänzt Frank Barry, ein Professor für Zelltherapie an der Universität Galway und Projektkoordinator.
Induzierte pluripotente Stammzellen einführen
Im Projekt wurde eine innovative Strategie zur Behandlung von Arthritis bei Pferden vorgeschlagen, bei der eine neue und wichtige Arte von Stammzellen namens induzierte pluripotente Stammzellen geschaffen wird. Das Besondere an diesen Stammzellen ist laut Barry die Fähigkeit der Differenzierung in die spezialisierten Zellen von Gelenkknorpel. „Diese Stammzellen haben viel Aufsehen erregt, denn sie haben die Eigenschaften von embryonalen Stammzellen, werden aber nicht aus embryonalem Gewebe abgeleitet“, erklärt er. Die Stammzellen werden stattdessen geschaffen, indem Gewebezellen (z. B. von der Haut oder aus Blut) zurück in einen ähnlichen Zustand wie dem embryonalen programmiert werden. „Dieser Zustand heißt pluripotent, das heißt, die Zellen können sich in mehrere Arten spezialisierter Zellen differenzieren“, fährt Porcar fort.
Das Potenzial induzierter pluripotenter Stammzellen zur Behandlung von Gelenken nachweisen
Wie so oft in der Forschung war es schwieriger als erwartet, diese Stammzellen bei Pferden zu schaffen. „Wir versuchen oft, Wissen zur Zellbiologie von einer Spezies auf eine andere abzuleiten, aber die spezifischen biologischen Eigenschaften einzelner Arten sollten nicht ignoriert werden“, meint Porcar. Für die Schaffung der Zellen und deren Differenzierung in Knorpelzellen mussten die Forschenden mehrere Protokolle anpassen, bis sie die richtigen Bedingungen für Pferdezellen gefunden hatten. Dann erst konnten sie erstmals bei Pferden zeigen, dass die Schaffung von induzierten pluripotenten Stammzellen höchst abhängig von der ursprünglichen Art von Gewebezellen ist. „Wir haben herausgefunden, dass je weniger ausgereift eine Zelle ist, desto leichter lässt sie sich in einen pluripotenten Zustand zurückversetzen“, erklärt Barry. Die Forschenden konnten auch erstmals bei Pferden entlang verschiedener Differenzierungspfade induzierte pluripotente Stammzellen in Knorpelzellen differenzieren.
Gut für Pferde und möglicherweise auch Menschen
Die Protokolle zur Differenzierung müssen noch optimiert werden, doch laut Porcar konnte das Potenzial der Stammzellen für eine Zelltherapie des Gelenks nachgewiesen werden. „Die erfolgreiche Umwandlung dieser Zellen zu beobachten war wohl der stolzeste Moment im Projekt, insbesondere im Hinblick auf das noch immer begrenzte Wissen zu diesen Zellen in Pferden“, berichtet sie. Nachdem das Team mehrere Linien induzierter pluripotenter Stammzellen von Pferden bestimmt hat, erforscht es nun die Differenzierung in andere spezialisierte Zellen, mit denen Pathologien analysiert oder andere Erkrankungen behandelt werden können. „Im CAREQiPSC-Projekt wurde das Fundament für die solidere Schaffung dieser Stammzellen bei Pferden gelegt und der Weg für deren Anwendung für die Erforschung und Behandlung von Gelenkerkrankungen geebnet“, so Barry. „Mit diesem Wissen kann jetzt das außergewöhnliche Potenzial dieser speziellen Stammzellen für zahlreiche spannende Anwendungen nicht nur bei Tieren, sondern möglicherweise auch Menschen genutzt werden.“
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