Forschenden des Uniklinikums und der 51本色 ist es gelungen, erstmals sowohl exokrine als auch endokrine Organoide der Bauchspeicheldr眉se zu 鈥瀦眉chten鈥�. Die Pankreaszellen wurden aus pluripotenten Stammzellen entwickelt, die zu einer besonderen Pankreas-Vorl盲uferzelle differenziert wurden. In der Diabetes- und Krebsforschung kann die 鈥瀔眉nstliche Bauchspeicheldr眉se鈥� wertvolle Dienste leisten 鈥� sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie. Ver枚ffentlicht wurden die Ergebnisse der Studie in der Fachzeitschrift .
Organoide sind k眉nstliche Mini-Organe, die die biologische Funktion der nat眉rlichen Organe nachbilden sollen. Es gibt sie schon f眉r Leber, Niere, Gehirn und Darm. Nach jahrelanger Arbeit haben Ulmer Forschende es fertiggebracht, Organoide der drei relevanten Zelltypen der Bauchspeicheldr眉se zu 鈥瀦眉chten鈥�. Dazu geh枚ren einerseits die endokrinen Zellen, die in der Bauchspeicheldr眉se f眉r die Produktion und Aussch眉ttung der blutzuckerregulierenden Hormone Insulin und Glukagon verantwortlich sind. Andererseits konnten sie die gleichen Pankreas-Vorl盲uferzellen auch zu Zellen mit sogenannter exokriner Funktion ausdifferenzieren. Dazu geh枚ren insbesondere die sogenannten azin盲ren Zellen, die im Pankreas f眉r die Produktion und Sekretion von Verdauungss盲ften verantwortlich sind. 鈥濨isher gab es keinerlei verl盲ssliche Methoden, um 眉berhaupt Azinuszellen 鈥歨erzustellen鈥�, geschweige denn diese simultan aus den gleichen Vorl盲uferzellen hervorzubringen wie die beiden anderen Zelltypen鈥�, betont , Direktor des am 51本色sklinikum Ulm, der die Studie geleitet hat. Der Ulmer Forscher wurde j眉ngst von der Deutschen Krebsgesellschaft mit dem renommierten Deutschen Krebspreis f眉r 鈥濫xperimentelle Forschung鈥� ausgezeichnet.
Das Ulmer Forschungsteam, an dem noch weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des 51本色sklinikum und der 51本色 beteiligt waren, hat damit etwas erreicht, das bislang noch nicht m枚glich war: die Modellierung der Embryonalentwicklung des Pankreas in einem in vitro System. Hierf眉r wurde ein Modell entwickelt, das sowohl in der Diabetes- als auch in der Krebsforschung neue grundlegende Erkenntnisse zutage bringen k枚nnte. 鈥濪urch gezieltes An- und Abschalten von Signalwegen, die f眉r die Pankreasentwicklung eine Rolle spielen, k枚nnen wir schrittweise die Stadien der Embryonalentwicklung in der Zellkultur nachahmen, um so die jeweiligen Zellarten der Bauchspeicheldr眉se zu z眉chten鈥�, so , Erstautorin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin an Klegers Institut.
Aus der Vorl盲uferpopulation werden endokrine, duktale und azin盲re Zellen
F眉r die Generierung der verschiedenen Pankreaszelltypen wurden aus humanen pluripotenten Stammzellen Pankreas-Vorl盲uferzellen gewonnen. Diese Vorl盲uferpopulation ist durch eine hohe Expression des Markers Glykoprotein 2 (GP2) definiert. Durch die spezifische GP2-Anreicherung haben diese Vorl盲uferzellen die F盲higkeit, sich gleichzeitig in drei verschiedene Zelllinien der Bauchspeicheldr眉se zu entwickeln: in endokrine, duktale und azin盲re Zellen. Durch GP2-Anreicherung ist es erstmals 眉berhaupt gelungen, aus einer gemeinsamen Vorl盲uferpopulation auch Azinuszellen zu gewinnen.
鈥濵it diesem Modell, das alle drei Zelllinien des Pankreas umfasst, k枚nnen die Auswirkungen von Mutationen zelltypspezifisch untersucht werden鈥�, so Kleger. Dies bringt gro脽e Vorteile f眉r die Forschung zu Pankreastumoren. Da 98 Prozent aller Karzinome der Bauchspeicheldr眉se den exokrinen Teil des Pankreas betreffen, sei es umso wichtiger, in der Forschung auf Modellorganoide zur眉ckgreifen zu k枚nnen, die auch exokrine Zellen umfassen. Beim duktalen Adenokarzinom, das wegen seiner hohen Sterblichkeitsrate gef眉rchtet ist, ist insbesondere das Dr眉sengewebe betroffen. Dieses humane Organmodell k枚nnte m枚glicherweise in Zukunft auch dabei helfen, Tierversuche in der Diabetes- und Pankreasforschung weiter zu reduzieren.
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Single-cell profiling of GP2-enriched pancreatic progenitors to simultaneously create acinar, ductal and endocrine organoids. Sarah Merz, Markus Breunig, Michael Karl Melzer, Sandra Heller, Sandra Wiedenmann, Thomas Seufferlein, Matthias Meier, Jana Kr眉ger, Medhanie A Mulaw, Meike Hohwieler, Alexander Kleger. In: Theranostics 2023, Vol. 13, Issue 6,
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Alexander Kleger, Direktor des Instituts f眉r Molekulare Onkologie und Stammzellbiologie am Uniklinikum Ulm und Sektionsleiter Interdisziplin盲re Pankreatologie, Klinik f眉r Innere Medizin I, Uniklinikum Ulm
E-Mail: alexander.kleger(at)uni-ulm.de
Text und Medienkontakt: Andrea Weber-Tuckermann