Cholesterinsenker hemmen Lymphgefäßwachstum

Foto: Zelle

Neues 3D-Zellkultursystem: Lymph-
gewebezellen bilden auf Mikro-
kügelchen Zellaussprossungen
(Mikroskopiebild);© ETH Zürich

Diesen überraschenden Befund machten Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) mit einem von ihnen entwickelten dreidimensionalen Zellkultursystem.

Die Forscher eine völlig unerwartete Entdeckung gemacht. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen, die bei Tumoren die Metastasen-Bildung hemmen, fanden sie Hinweise darauf, dass auch eine altbekannte Wirkstoffgruppe hierbei wirken könnte: die Statine. Es sind dies Substanzen, die wegen ihrer cholesterinsenkenden Wirkung sehr häufig bei Patienten mit Herzkreislaufproblemen eingesetzt werden, um das Fortschreiten einer Arteriosklerose zu verhindern. Statine gehören zu den weltweit meistverwendeten Medikamenten überhaupt.

Wissenschaftler aus der Gruppe unter der Leitung von Michael Detmar, Professor für Pharmakogenomik, machten diese Entdeckung mit einem neuen Zellkultursystem, mit dem sie untersuchen konnten, ob Wirkstoffe das Wachstum von Lymphgefäßen beeinflussen. Das Wachstum von Lymphgefäßen ist daran beteiligt, dass sich bei Krebspatienten Metastasen bilden. Zudem spielt es eine Rolle bei Organtransplantationen, weil es beeinflusst, ob ein transplantiertes Organ vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen wird. Für ihr Testsystem beschichteten die Forschenden winzige Kügelchen aus einem Naturkunststoff mit Lymphgefäßwand-Zellen aus menschlicher Haut und gossen diese in ein Gel. Wurden die Lymphgefäßwand-Zellen in diesem System mit wachstumsfördernden Botenstoffen stimuliert, begannen sie, sogenannte Aussprossungen zu bilden, aus denen neue Lymphgefäße entstehen.

Zur Unterscheidung von herkömmlichen Zellkulturverfahren, die aus einem zweidimensionalen „Zell-Rasen“ in einer Zellkulturschale bestehen, nennen die Forscher ihr System mit den Kügelchen ein dreidimensionales System. Darin testeten sie über 1000 chemische Substanzen. „Es war uns möglich, eine so große Zahl von Substanzen zu testen, weil wir den ganzen Prozess automatisieren konnten“, erklärt Martin Schulz. Dazu nutzen die Wissenschaftler ein automatisiertes Screening-Mikroskop.

Entstanden sind dabei rund 100 000 hochauflösende Bilder der beschichteten Mikro-Kügelchen, auf denen sichtbar ist, ob die Zellen Aussprossungen gebildet haben. Die Anzahl dieser Aussprossungen werteten die Wissenschaftler mit einem eigens dafür entwickelten Algorithmus aus. „Würde man die Auswertung von Hand machen wollen, könnte man realistischerweise vielleicht zehn Wirkstoffe testen, aber niemals 1000“, sagt Schulz.

Mithilfe von Substanzen, die dafür bekannt sind, dass sie das Wachstum der Lymphgefäße hemmen, zeigten die Forschenden: Die Ergebnisse ihres 3D-Systems stimmen besser mit solchen aus Tierversuchen überein als die Resultate von herkömmlichen Zellkultur-Testsystemen. „Unser System hat somit eine höhere Vorhersagekraft“, sagt Michael Detmar. „Und gegenüber einem Tierversuch hat unser System den Vorteil, dass wir damit direkt die Wirkung in menschlichen Zellen untersuchen können“, ergänzt Schulz.

MEDICA.de; Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)