Forscher des Zentrums für Regenerative Medizin (CReM) der Boston University und des Boston Medical Center haben einen Durchbruch bei der Transplantation von künstlich hergestellten Zellen in verletztes Lungengewebe erzielt. Sie haben eine Methode zur Rekonstitution der Stamm- oder Vorgängerzellen “Kompartimente” der Lunge entwickelt, indem sie pluripotente Stammzellen verwenden. Das Team transplantierte erfolgreich diese künstlich hergestellten Zellen in experimentelle Mäusemodelle mit verletzten Lungen, was zu einer langfristigen Engraftment der Zellen in den Atemwegen und Alveolen der Lunge führte. Die Forscher glauben, dass diese Entdeckung bedeutende Auswirkungen auf die Behandlung von Lungenerkrankungen wie Emphysem, Lungenfibrose und COVID-19 hat. Die Fähigkeit, induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) aus dem Blut oder den Hautzellen eines Patienten zu gewinnen, eröffnet das Potenzial für personalisierte Therapien. Die iPSCs können im Labor zu Lungenstammzellen differenziert und dem Patienten transplantiert werden, was eine dauerhafte und funktionierende Behandlungsoption bietet. Die Forscher bemerken auch, dass iPSCs vor der Transplantation genetisch bearbeitet werden können, um Gendefekte zu korrigieren, die mit genetischen Lungenerkrankungen wie zystischer Fibrose verbunden sind. Dieser Ansatz könnte die Notwendigkeit einer Immunsuppression entfallen lassen, da die transplantierten Zellen aus dem eigenen Körper des Patienten stammen. Die Forschung stellt den Höhepunkt von 20 Jahren Arbeit dar und bietet Hoffnung für die Behandlung von durch genetische Mutationen verursachten Lungenerkrankungen.

Einführung

Forscher des Center for Regenerative Medicine (CReM) an der Boston University und des Boston Medical Center haben einen Durchbruch bei der Implantation von modifizierten Zellen in geschädigtes Lungengewebe erzielt. Ihre Methode besteht darin, die Stamm- oder Vorläuferzellen “Kompartimente” der Lunge mithilfe pluripotenter Stammzellen aufzubauen, was vielversprechende Ergebnisse in experimentellen Mäusemodellen mit geschädigten Lungen zeigt. Diese Entdeckung hat erhebliche Auswirkungen auf die Behandlung verschiedener Lungenerkrankungen, einschließlich Emphysem, Lungenfibrose und COVID-19. Darüber hinaus eröffnet die Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs), die aus den eigenen Zellen eines Patienten gewonnen werden, Möglichkeiten für personalisierte Therapien.

Aufbau von Lungenstammzellen mithilfe pluripotenter Stammzellen

Die Forscher vom CReM haben eine Methode entwickelt, um die Stamm- oder Vorläuferzellen “Kompartimente” der Lunge mithilfe pluripotenter Stammzellen aufzubauen. Pluripotente Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in jeden Zelltyp im Körper zu differenzieren. Durch eine gezielte Differenzierung von pluripotenten Stammzellen konnten die Forscher Lungenstammzellen im Labor erzeugen. Diese modifizierten Zellen können dann in geschädigtes Lungengewebe transplantiert werden, um die Regeneration und Reparatur zu fördern.

Langanhaltende Implantation von modifizierten Zellen in geschädigten Lungen

Das Team hat die modifizierten Lungenzellen erfolgreich in experimentellen Mäusemodellen mit geschädigten Lungen transplantiert. Das Ergebnis war eine langanhaltende Implantation der Zellen in den Atemwegen und Lungenbläschen. Diese Implantation deutet darauf hin, dass die transplantierten Zellen in das bestehende Lungengewebe integriert werden konnten und dort funktionierten, was möglicherweise zu einer verbesserten Lungenfunktion und reduzierten Krankheitssymptomen führt. Die Ergebnisse bieten vielversprechende Aussichten für die Behandlung von Lungenerkrankungen, indem sie auf die zugrunde liegenden Gewebeschäden abzielen und die Regeneration fördern.

Auswirkungen auf die Behandlung von Lungenerkrankungen

Der Durchbruch bei der Implantation von modifizierten Lungenzellen hat erhebliche Auswirkungen auf die Behandlung von Lungenerkrankungen wie Emphysem, Lungenfibrose und COVID-19. Durch die Transplantation von modifizierten Zellen, die sich in Lungengewebe differenzieren können, könnte es möglich sein, geschädigte Lungen zu reparieren und zu regenerieren. Dieser Ansatz bietet eine potenzielle Alternative zu traditionellen Behandlungen wie Lungen-Transplantationen oder Lungenvolumenreduktionsoperationen.

Personalisierte Therapien mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs)

Ein entscheidender Vorteil der Verwendung pluripotenter Stammzellen besteht darin, dass aus dem Blut oder den Hautzellen eines Patienten induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) generiert werden können. Dies eröffnet die Möglichkeit personalisierter Therapien, da die iPSCs im Labor zu Lungenstammzellen differenziert werden können und dann demselben Patienten transplantiert werden können. Dieser Ansatz bietet eine dauerhafte und funktionelle Behandlungsmöglichkeit, da die transplantierten Zellen aus dem eigenen Körper des Patienten stammen und somit das Risiko von Abstoßungsreaktionen oder Komplikationen verringern.

Gentechnische Bearbeitung und Korrektur genetischer Lungenerkrankungen

Eine weitere spannende Möglichkeit mit iPSCs besteht darin, die Zellen vor der Transplantation genetisch zu bearbeiten. Dies bietet die Möglichkeit, Genmutationen zu korrigieren, die mit genetischen Lungenerkrankungen wie zystischer Fibrose verbunden sind. Durch die Bearbeitung der iPSCs, um das defekte Gen zu reparieren, können die resultierenden Lungenstammzellen auf den Patienten transplantiert werden und somit eine mögliche Heilungsoption für bestimmte genetische Lungenerkrankungen bieten. Dieser Ansatz könnte die Notwendigkeit einer lebenslangen Immunsuppression beseitigen, da die transplantierten Zellen genetisch mit dem Patienten übereinstimmen.

Schlussfolgerung

Der Durchbruch, den die Forscher vom CReM bei der Implantation von modifizierten Zellen in geschädigtes Lungengewebe erzielt haben, bietet neue Hoffnung für die Behandlung von Lungenerkrankungen. Durch den Aufbau der Stamm- oder Vorläuferzellen “Kompartimente” der Lunge mit pluripotenten Stammzellen ist es möglich, Lungenstammzellen zu erzeugen, die zur Regeneration und Reparatur in den Patienten transplantiert werden können. Die Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs), die aus den eigenen Zellen des Patienten gewonnen werden, ermöglicht personalisierte Therapien und die potenzielle Korrektur von Genmutationen, die mit genetischen Lungenerkrankungen verbunden sind. Diese Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der regenerativen Medizin dar und könnte den Weg für neuartige Behandlungsmöglichkeiten bei durch genetische Mutationen verursachten Lungenerkrankungen ebnen.

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