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18. Juni 2018

Künstliche Brutstätte des Bluts

Für die Bildung neuer Blutzellen spielt das Knochenmark eine zentrale Rolle. Einem Forscherteam mit Beteiligung von Universität und Universitätsspital Basel sowie der ETH Zürich ist es nun gelungen, Knochenmarkgewebe künstlich nachzuahmen.

Die Knochen bilden nicht nur das menschliche Skelett, sie spielen auch eine zentrale Rolle bei der Erhaltung des Organismus: Das Knochenmark im Innern ist nämlich der Ort, in dem das Blut gebildet wird. Dort befinden sich Blutstammzellen, die jeden Tag mehrere Milliarden neuer Blutzellen herstellen, die das in Arterien und Venen zirkulierende Blut erneuern. Einem Forscherteam um Prof. Ivan Martin (Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel) und Prof. Timm Schroeder (Departement für Biosysteme der ETH Zürich) ist es nun gelungen, das blutbildende Gewebe künstlich nachzubilden. Darüber berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – darunter Erstautor Dr. Paul E. Bourgine – in der Fachzeitschrift PNAS.

Bindegewebszellen und Keramikgerüst

Das künstliche Gewebe besteht aus speziellen Bindegewebszellen (mesenchymale Stromazellen) und einem porösen Gerüst aus Keramik. „Das künstliche Gewebe bildet nicht nur Struktur, Zusammensetzung und Organisation von natürlichem Knochenmarkgewebe gut nach, sondern auch seine Funktion, welche in der Reproduktion und Ausdifferenzierung von heranwachsenden Blutstammzellen besteht“, sagt Prof. Martin und ergänzt: „Die Funktionalität des Gewebes kommt hauptsächlich aus den Zellen, obwohl die Keramik auch eine Rolle spielt.“ Die Nachbildung des Knochenmarks ist so gut gelungen, dass in der künstlichen Umgebung die Funktionsfähigkeit von hämatopoetischen (blutbildenden) Stamm- und Vorläuferzellen über einen längeren Zeitraum weitgehend erhalten bleibt.

Leukämie individuell behandeln

Das künstlich hergestellte Gewebe ist nicht für Knochenmark-Transplantationen gedacht und auch nicht dafür geeignet. Die Wissenschaftler erwarten vielmehr, dass Gewebe künftig für die Erforschung der menschlichen Blutbildung heranziehen zu können. Darüber hinaus könnte das Gewebe einen Beitrag zur 'personalisierten Medizin' bei Patientinnen und Patienten mit Blutkrankheiten leisten, wie Ivan Martin ausführt: „Man könnte Knochenmarkzellen z.B. von Leukämie-Patienten verwenden, um die spezifische Pathologie dieser Krankheit zu modellieren. Das Modell könnte man dann verwenden, um zu bestimmen, welche Medikamente bei dem speziellen Patienten die höchste Wirkung gegen diese spezifischen Leukämie-Zellen haben.“

Ein Schweizer Forscherteam hat den Ort, in dem das menschliche #Blut entsteht, künstlich nachgebildet. http://bit.ly/2ykeAwV #iph
künstliches Gewebe
Das künstliche Gewebe unter dem Rasterelektronenmikroskop: In der Matrix sind Zellen eingebettet – vermutlich sowohl Stromazellen als auch blutbildenden Zellen.
 

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