Neue Methode zur Gewinnung von induzierten pluripotenten Stammzellen

11.06.2015
Foto: Forscherin arbeitet am Mikroskop

Forschung an iPS-Zellen unter dem Mikroskop im Labor des EURAC-Zentrums für Biomedizin ; ©EURAC/ Bortolotti

Im Labor des Südtiroler EURAC-Zentrums für Biomedizin haben Forscher eine neue kosten- und zeitsparende Methode entwickelt, die das Gewinnen so genannter induzierter pluripotenter Stammzellen vereinfacht. Während bislang dafür frisches Blut notwendig war, können die Forscher mit der neuen Methode auch Zellen erwachsener Personen aus tiefgekühlten Blutproben verwenden.

Mit dem Verfahren werden Zellen aus dem Blut "umprogrammiert", sodass sie ähnliche Fähigkeiten wie embryonale Stammzellen erhalten und es ermöglichen, die Entwicklung verschiedener Krankheiten sowie neue Therapien und Wirkstoffe besser zu erforschen.

Für die medizinische Forschung ist eine embryonale Stammzelle eine Art Wunderzelle: Sie kann sich unbegrenzt vermehren und alle Zelltypen des Körpers bilden, wie zum Beispiel Nervenzellen oder Herzzellen. Doch gehen mit ihrer Verwendung ethische Probleme einher, weil die Embryonen bei der Gewinnung der Stammzellen zerstört werden.

Vor diesem Hintergrund haben "induzierte pluripotente Stammzellen", kurz iPS-Zellen, innerhalb weniger Jahre ihren Siegeszug in der Forschung angetreten. Sie haben nämlich ähnliche Fähigkeiten wie die embryonalen Stammzellen, können also auch in jede Art von Körperzelle umgewandelt werden. Sie werden allerdings nicht aus Embryonen, sondern aus verschiedenen Zelltypen, wie zum Beispiel Blutzellen, von erwachsenen Menschen gewonnen.

Diese Technologie hat die medizinische Forschung revolutioniert, weil sie es erlaubt, molekulare Mechanismen zu erforschen, die Erkrankungen steuern. Auf diese Weise können neue Therapieansätze sowie neue Medikamente entwickelt werden. Darüber hinaus sind die iPS-Zellen ein entscheidender Schritt hin zu einer personalisierten Medizin. Denn sie ermöglichen es, die Auswirkung bestimmter Medikamente auf Nerven- oder Herzzellen zu testen, die den betroffenen Patienten ansonsten keinesfalls entnommen werden könnten.

"Wir haben es geschafft, eine neue Methode zu entwickeln, die das Erzeugen dieser iPS-Zellen im Labor weniger aufwendig macht. So wurde bei der bisherigen Methode frisches Blut mit Reagenzien zentrifugiert, um die Zellen zu isolieren, die für das Umprogrammieren gebraucht werden. Unser Ansatz hingegen ermöglicht es, tiefgekühltes Blut zu verwenden, und reduziert die benötigen Reagenzien. Unsere Methode ist also einfacher, kostengünstiger und zeitsparender," erklären die Molekularbiologinnen Viviana Meraviglia und Alessandra Zanon, die am EURAC-Zentrum für Biomedizin forschen und die Studie durchgeführt haben. "Die große Errungenschaft unserer Methode ist, dass wir sie im Gegensatz zu den bisherigen Möglichkeiten auch bei gefrorenen Blutproben anwenden können, die in Biobanken lagern und beispielsweise auch aus anderen Studien oder anderen Forschungszentren stammen", fährt Studienleiterin Alessandra Rossini fort.

Das EURAC-Zentrum für Biomedizin erforscht vor allem neurologische Erkrankungen wie etwa Parkinson sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Derzeit arbeiten die Forscher daran, iPS-Zellen in spezifische Herzzellen und in bestimmte Nervenzellen umzuwandeln. Ziel ist es, zum einen eine genetisch bedingte Herzrhythmusstörung der rechten Herzkammer (Arrhythmogene rechtsventrikuläre Dysplasie, ARVD) und zum anderen die Entwicklung von Parkinson besser zu erforschen.

Die Studie ist im internationalen Fachmagazin Journal of Visualized Experiments - JoVE publiziert worden.

MEDICA.de; Quelle: Europäische Akademie Bozen (EURAC)

Mehr über die EURAC unter: www.eurac.edu