Abkürzung beim Umprogrammieren von Stammzellen!

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Autor: fee
Bisher dachte man, dass beim Umprogrammieren von differenzierten Zellen hin zu anderen ebenfalls differenzierten Zellen zuerst die Dedifferenzierung, gefolgt von der Redifferenzierung stattfinden müsste. Conrad Waddington hat den Prozess der Differnzierung mit dem Bergabrollen einer Murmel verglichen, die an verschiedenen Verzweigungen ihrer Bahn unwiederufbare Zellschicksalsentscheidungen trifft. Um nun zum Ausgangspunkt, dem pluripotenten Status der Stammzelle, zurückzukehren, ist es unabdingbar, die Murmel den gesamten Abhang mit seinen Abzweigungen wieder hinaufzurollen. Dies entspricht den umprogrammierten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS).

300px Human embryonic stem cell colony phase Abkürzung beim Umprogrammieren von Stammzellen!

Doch was wäre, wenn man die Verzweigungen einfach quer miteinander verbinden könnte und direkt, ohne den zeitraubenden und im Labor monate dauernden Umweg nehmen zu müssen, von einem differenzierten Zelltyp zu einem anderen wechseln könnte?
Diese Frage haben sich die Stammzellspezialisten um Douglas A. Melton am Harvard Stem Cell Institute gestellt. Hinweise, dass dies möglich ist gab es bereits. So konnte zum Beispiel Harold Weintraub bereits in den 80ern zeigen, dass Fibroblasten, die mit komplementärer DNA des Muskelzelltranskriptionsfaktors MyoD transfiziert wurden, muskelzellähnliche Charakteristika übernahmen (Weintraub, H. et al. Proc. Natl Acad. Sci. 1989) [PubMed].
Im Mausmodell konnte nun gezeigt werden, dass durch retrovirale Transduktion und Expression von 9 Transkriptionsfaktoren im Pankreas, die dort häufig vorkommenden exokrinen Zellen, die hauptsächlich Verdauungsenzyme sekretieren, in die bei Diabetes benötigten Insulin-sekretierenden Beta-Zellen umgewandelt werden konnten. Diese Zellen zeigten viele Charakteristika von Insulin-produzierenden Zelle, befanden sich aber nicht wie für Beta-Zellen üblich, in den Langerhans-Inseln. Dies zeigt, dass tatsächlich andere pankreatische Zellen verändert wurden, um diese Doppelgänger zu erzeugen. Später konnte die Zahl der Transkriptionsfaktoren auf Drei erniedrigt werden (Pdx1, Ngn3 and MafA), was an die Sicherheitsfrag anschliesst, die hier schon angeführt wurde.
Dieser neue Ansatz ist sicherlich phenomenal, aber eben erst ein Anfang. Die Zellen konnten nicht ordnungsgemäss auf Glukose reagieren, doch die Methode zeigte dennoch eine Senkung des Blutzuckerspiegels in experimentell erzeugten Diabetes-Mäusen, die entsprechend behandelt wurden.

Qiao Zhou, Juliana Brown, Andrew Kanarek, Jayaraj Rajagopal, Douglas A. Melton (2008). In vivo reprogramming of adult pancreatic exocrine cells to β-cells Nature DOI: 10.1038/nature07314

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Kategorie: Wissenschaftsnews

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