Ein neuer Durchbruch in der Stammzellforschung hat Wissenschaftler der Schaffung von im Labor gezüchteten menschlichen Augäpfeln näher gebracht.
Ein Team von Biologen unter der Leitung von Koji Nishida von der Universität Osaka hat einen neuen Weg gefunden, um die vielen einzelnen Gewebe zu erhalten, aus denen der menschliche Augapfel besteht. Dafür brauchen Wissenschaftler nur ein kleines Stück menschlicher Haut. Mit der neuen Methode können Forscher die Netzhaut, die Hornhaut, die Linse und mehr züchten.
In Vorversuchen konnten japanische Forscher die Hornhaut eines Kaninchens züchten, das klare Fell des Auges, das blinden Kaninchen, die mit unvollständig entwickelten Hornhäuten geboren wurden, das Sehvermögen wiederherstellte. Die Forschungsergebnisse werden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
"Wir beginnen jetzt mit den ersten klinischen Studien am Menschen - indem wir eine Vorderkammertransplantation durchführen, um die Sehfunktion wiederherzustellen", schreibt Nishida in einem Artikel in Nature. Er glaubt, dass er in den nächsten drei Jahren eine Technik zur Wiederherstellung einer erkrankten oder verletzten menschlichen Hornhaut testen kann.
Die neue Forschung baut auf den jüngsten Fortschritten in der Stammzellentechnologie auf. Im Jahr 2006 entdeckten Wissenschaftler, dass es mit nur wenigen DNA-Manipulationen möglich war, vollständige Stammzellen aus normalen Blutzellen oder der Haut herzustellen.
Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass sie induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) zu einem einfachen Proto-Auge machen können, aus dem eine Vielzahl von Augengeweben abgeleitet werden können. Es gelang ihnen, die Bildung dieses Proto-Auges zu initiieren, indem sie iPS-Zellen in einer Petrischale züchteten und die richtige Kombination von Proteinen und anderen Molekülen hinzufügten. Im Wesentlichen handelt es sich bei diesen Proto-Augen um vier einfache Ringe verschiedener Zelltypen, die anschließend in Teile des Auges wie die Netzhaut oder die Linse umgewandelt werden. Mit anderen Worten, dies ist eine der frühesten und einfachsten Phasen bei der Bildung des biologischen Auges.
Während des Experiments initiierten die Wissenschaftler die Bildung von Proto-Augen aus Kaninchen-Hautzellen und zogen dann einige der sich entwickelnden Zellen aus dem dritten Ring des Proto-Auges heraus. Anschließend bildet dieser Ring die Hornhaut und die Linse des Auges. Die gesammelten Zellen wurden dann getrennt gezüchtet, um einen transparenten Film aus Hornhautmaterial zu bilden. Nishida implantierte diesen Film dann in die Augen blinder Kaninchen, aus denen Hautzellen entnommen wurden, um iPS-Zellen zu erhalten. Stammzellen wurzelten und kehrten zu den Tieren zurück.
Besonders wichtig in der neuen Studie ist, dass Wissenschaftler durch die Formung von Proto-Augen Proben von praktisch allen Zelltypen erhalten können, die zur Reparatur oder Reparatur beschädigter Augen benötigt werden.
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Sergey Lukavsky
