Amerikanische Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Zellen im Labor dreidimensional wachsen lassen können. Bislang züchten Mediziner neues Körpergewebe überwiegend auf ebenen Oberflächen. Die Forscher um Shuguang Zhang vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) brachten nun Eiweißfragmente dazu, lange Fasern zu bilden. In das resultierende wollknäuelartige Gerüst lagerten sie Mäusestammzellen ein, die sich dort durch Zellteilung vermehrten und ein dreidimensionales Gewebe aus Hautzellen oder Nervenzellen formten. Das Gewebe könne dann mitsamt des unterstützenden Gerüsts transplantiert werden, berichten die Forscher.
Mit biochemischen Verfahren erzeugten die Forscher aus einer Vielzahl von Eiweißfragmenten lange Proteinketten, von denen eine einzelne Faser 5000-mal dünner war als ein menschliches Haar. Diese feinen Faserketten lagerten sich zu einem Gerüst zusammen. Ab und an schleusten die Forscher in die Ketten Signalmoleküle ein, die bei Stammzellen bestimmte Reaktionen hervorrufen können, beispielsweise sich anzuheften und sich in bestimmte spezialisierte Zelltypen zu verwandeln. Dieses Gerüst impften die Forscher dann mit Mäusestammzellen und steuerten deren Entwicklung in ein Gewebe aus Haut- und Nervenzellen.
Im Körper bilden sich Zellen immer in einer dreidimensionalen Umgebung, die Sauerstoff, Nährstoffe und Botenstoffe für das Wachstum liefert. Auch die Bewegung von Zellen geschieht in räumlichen Strukturen. Mediziner sehen es daher schon lange als Nachteil an, Zellgewebe fast nur auf flachen Oberflächen züchten zu können: Zellstoffwechsel und Wachstumsmuster entsprechen dort nicht den körpereigenen Prozessen. Innerhalb räumlicher Strukturen können die Forscher diese Prozesse dagegen besser imitieren, und so aus den Stammzellen auch dreidimensionale Kulturen aus Knochen-, Herz-, Leber-, Haut- und Blutgefäßzellen bilden. Diese könnten dann einmal als Ersatzgewebe bei Verletzungen oder Erkrankungen dienen.
Shuguang Zhang (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge) et al.: PLoS ONE, DOI:10.1371/journal.pone.0000119 ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
