Forschende des DZD-Partners Paul-Langerhans-Institut Dresden haben Mechanismen zur Vermehrung (Expansion) und Differenzierung von Vorläuferzellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreasprogenitorzellen, PP) identifiziert. Diese könnten künftig helfen, PP-Zellen, die aus humanen pluripotenten Stammzellen (hPS-Zellen) stammen, unbegrenzt zu vermehren. Die Ergebnisse, veröffentlicht in "Elife", versprechen neue Wege zur Behandlung von Diabetes.
Fast zehn Prozent der Weltbevölkerung ist an Diabetes erkrankt und in schweren Fällen ist zur Behandlung eine Transplantation der gesamten Bauchspeicheldrüse oder der insulinproduzierenden Inselzellen erforderlich. Allerdings begrenzt derzeit die geringe Spendenbereitschaft für Organe die breite Anwendung dieser Diabetes-Behandlung. Darüber hinaus sind Betroffene lebenslang auf Medikamente angewiesen, die das Immunsystem unterdrücken, damit die transplantierten Organe nicht vom Körper abgestoßen werden. Daher arbeiten Wissenschaftler:innen des DZD daran, humane pluripotente Stammzellen (hPS-Zellen) für die Gewinnung von insulinproduzierenden Zellen nutzbar zu machen.
Chemisch optimiertes Expansionsmedium entkoppelt die PP-Proliferation von der Differenzierung
Dem Team um Prof. Anthony Gavalas am Paul-Langerhans-Institut Dresden sind bereits wichtige Fortschritte bei der Expansion von Vorläuferzellen gelungen, die aus hPS-Zellen abgeleitetet wurden. Nach ihren kürzlich veröffentlichten Ergebnissen bestand die größte Herausforderung darin, die Selbsterneuerung von PP-Zellen aufrechtzuerhalten und gleichzeitig ihre Differenzierung zu hemmen. Ihr chemisch optimiertes Zellkulturmedium entkoppelt die Proliferation der PP-Zellen von deren Differenzierung und erlaubt eine bis zu 2000-fache Expansion über 10 Passagen und 40-45 Tage, ohne dabei die Differenzierung zu beeinträchtigen.
Repräsentative Bilder der Immunfluoreszenzfärbung für die PP-Transkriptionsfaktoren PDX1, NKX6.1 und SOX9 nach O, 5 und 10 Passagen. © PLID
Vielversprechende Aussicht: Die Methode ist skalierbar
Die Methode ist vielseitig und skalierbar. Die Forschenden haben das Verfahren patentiert und eine Vereinbarung zur kommerziellen Entwicklung getroffen.
Diese zukunftsweisende Arbeit markiert einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu wirksameren Diabetesbehandlungen und zeigt das Potenzial der regenerativen Medizin.
Original-Publikation:
Jarc L, Bandral M, Zanfrini E, Lesche M, Kufrin V, Sendra R, Pezzolla D, Giannios I, Khattak S, Neumann K, Ludwig B, Gavalas A. Regulation of multiple signaling pathways promotes the consistent expansion of human pancreatic progenitors in defined conditions. Elife. 2024 Jan 5;12:RP89962. doi: 10.7554/eLife.89962.