Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, Haut aus Stammzellen in "Organoiden" von Mäusen zu züchten, die die wissenschaftliche Forschung in der Zukunft verändern könnten.

Forscher an der Indiana University School of Medicine konnten pluripotente Mausstammzellen nehmen und manipulieren, so dass sie im Labor Haut mit Haarfollikeln wachsen lassen konnten.

"Die Haut ist ein komplexes Organ, das in der Forschung zu Forschungszwecken nur schwer vollständig rekonstruiert werden kann", sagte Dr. Karl Koehler, Assistenzprofessor für Hals-Nasen-Ohren-Chirurgie an der Indiana University School of Medicine Erklärung. "Unsere Studie zeigt, wie die Entwicklung von Haaren aus im Labor gezüchteter Mäusehaut gefördert werden kann, was für Forscher besonders problematisch war, um sie in Kultur wieder herzustellen. "

Diese Forschung ist Teil eines wachsenden Feldes, das sich auf winzige Organoide aus Stammzellen konzentriert.

Wissenschaftler verwenden Stammzellen von Menschen und Tieren und manipulieren sie, um sie in Herz-, Leber- oder Hautzellen zu verwandeln. Sie werden zu "kleinen Organen", die sie studieren können.

Die Bedeutung von Organoiden

Die Forschung ist nicht nur ein interessanter biologischer Partytrick.

Die Erzeugung dieser Organoide könnte die Durchführung von Experimenten dramatisch verändern.

Drogen könnten auf neuralen Organoiden getestet werden, um zu sehen, ob sie toxisch sind, bevor sie an Menschen oder Tieren getestet werden.

In einem Labor gezüchtete Haut könnte möglicherweise für Patienten mit Brandwunden oder sogar für Patienten mit kahler oder alopeziekranker Haut verwendet werden.

Der Schlüssel zu Köhlers Forschung ist die Tatsache, dass sie herausgefunden haben, wie man die Zellen in zwei Schichten aufteilen kann - die Epidermis und die Dermis -, die die Haut nachahmen. Haare bilden sich zwischen diesen Schichten.

Köhler sagte auch in einem Interview, dass diese Art von Forschung den Einsatz von Labortieren in Experimenten ebenfalls dramatisch verändern könnte.

"Wenn wir aus menschlichen Stammzellen Hautorganoide herstellen können, haben wir vielleicht einen guten Ersatz für einige der Tiermodelle, die heute zur Untersuchung von Hautdrogen verwendet werden", sagte er. "Zumindest können wir die Anzahl der für die Forschung verwendeten Tiere verringern. Tierschutz ist ein wichtiges Thema und die Pflege großer Tierzahlen ist sehr kostenintensiv. Daher suchen wir immer nach Alternativen. "

Schnellere Ergebnisse

Guo-li Ming, PhD, Professor an der Fakultät für Neurowissenschaften an der Perelman School of Medicine der Universität von Pennsylvania, hat Organoide aus Stammzellen untersucht, um Nervengewebe nachzuahmen.

Sie sagte, dass der Anstieg von Organoiden, die zunehmend aus menschlichen Stammzellen hergestellt werden, bedeuten kann, dass Wissenschaftler schneller bessere Ergebnisse erzielen.

Sie erklärte, dass Wissenschaftler, wenn sie menschliche Neuronzellen erzeugen können, potenziell neurales Gewebe nachbilden könnten.Dies ist praktisch unmöglich von einer lebenden Person zu bekommen.

"Wenn wir menschliche Neuronen in der Schale untersuchen können, sind weniger Mausneuronen in der Schale erforderlich", sagte sie. "Am Ende sind menschliche Zellen relevanter und es gibt deutliche Unterschiede in Mauszellen und menschlichen Zellen. "

Sie sagte, dass sie in ihrer Arbeit in der Lage gewesen seien, bestimmte Krankheiten schneller zu modellieren, wie das Zika-Virus, um schnell die Auswirkungen der Krankheit auf Nervenzellen zu erkennen.

"Ich denke, ein klares Beispiel, wie wir Organoide verwenden können, um den Mechanismus der Krankheit zu verstehen", erklärte sie.

Andere Organoide, die geschaffen wurden, schließen diejenigen ein, die Leber-, Darm- und Herzfunktionen nachahmen - mit winzigen Herzorganoiden, die sogar "schlagen" können. "

Frühe Forschungsphasen

Aber dieses neue Feld befindet sich noch in einem frühen Stadium.

Vielen dieser Organoide fehlen wichtige Systeme wie das Immunsystem, die für das Testen bestimmter Medikamente oder Krankheitsmodelle wichtig sein könnten.

Während Köhlers Forschung sich noch in einem frühen Stadium befindet, weist er darauf hin, dass Forscher herausfinden könnten, wie man Stammzellen mit Haarfollikel in Haut umwandelt, um andere Organoide herzustellen, die Dinge wie Tränendrüsen, Nasennebenhöhlen und Speicheldrüsen.

"Unsere Arbeit könnte Aufschluss darüber geben, wie diese Gewebe in der Zellkultur nachgeahmt werden könnten", sagte er.