Neuer Darm aus Stammzellen

Züchtung eines funktionellen Darms aus pluripotenten Stammzellen gelungen

Einem gemeinsamen Forschungsprojekt des Cincinnati Children’s Hospital Medical Center (USA) und des Inserm der Universität Nantes (Frankreich) gelang es kürzlich, aus pluripotenten, menschlichen Stammzellen einen funktionellen Darm zu züchten. Das berichteten die Forscher in der renommierten Fachzeitschrift Nature. Eine gute Nachricht für viele Patienten mit akuten und chronischen Darmerkrankungen.

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Wenn ein Patient unter einer Darmerkrankung wie Morbus Crohn, einer chronisch Darmentzündung, leidet, schränkt dies die Lebensqualität der Betroffenen enorm ein. Das Verdauungssystem gerät aus den Fugen. Bislang konnten Wissenschaftler Prozesse rund um die Entstehung von Darmproblemen nicht ausreichend untersuchen, weil ein geeignetes Modell beim Menschen nicht zur Verfügung stand. Dank des neu gezüchteten Darms aus Stammzellen ergeben sich jetzt neue Forschungsperspektiven.

 

Der Darm ist mehr als das Verdauungsorgan

Der Darm übernimmt wichtige Aufgaben im menschlichen Körper. Über die im Darm befindlichen Zotten werden die Nährstoffe aus dem Nahrungsbrei aufgenommen. Neben der Verdauung ist hier auch die Körperabwehr mit stationiert, um mögliche mit der Nahrung eindringende Viren, Bakterien und Pilze direkt zu bekämpfen und so Infektionen zu verhindern. Viele Funktionen des bei einem erwachsenen Menschen ca. 5,5 bis 7,5 Meter langen Organs sind noch nicht abschließend verstanden. So vermuten Forscher beispielsweise, dass die Zusammensetzung der Mikroben im Darm eine Rolle bei der Entstehung von Übergewicht und Diabetes spielen könnte und damit auf Folgeerkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Nierenerkrankungen Einfluss nimmt.

Auch ist die Rückkopplung zwischen Darm und Biochemie und damit die Beeinflussung unserer Gefühle und Stimmungen noch nicht bis ins kleinste Detail verstanden. Doch das buchstäbliche Grummeln im Bauch, wenn uns etwas nicht behagt, kann nicht geleugnet werden. Über das enterische Nervensystem verfügt der Darm über einen direkten Draht zur großen „Kommandozentrale“ Gehirn.

 

Erforschung von Darmerkrankung bislang schwierig wegen fehlender Modelle

Experten bezeichnen den Darm mittlerweile sogar als „das zweite Gehirn“, denn das enterische Nervensystem kontrolliert verschiedenen Funktionen. Ist dieses fein austarierte System gestört, kann es zu den unterschiedlichsten Symptomen und Krankheiten kommen. Bislang jedoch war kein Modell vorhanden, mit dessen Hilfe Wissenschaftler den Darm und das enterische Nervensystem beim Menschen hätten durchleuchten können. Dies ist nun anders. Nun können Forscher Darmerkrankungen untersuchen und die ablaufenden Prozesse besser verstehen.

Bei ihrem Projekt steuerte das amerikanisch-französische Wissenschaftlerteam die Differenzierung von menschlichen, pluripotenten Stammzellen in Zellen des Darmgewebes. Dieses Darmgewebe besaß jedoch noch kein enterisches Nervensystem. Deshalb mussten die Forscher in einem zweiten Schritt Nervenzellen erschaffen, die so manipuliert wurden, dass sie die Vorläuferzellen des enterischen Nervensystems bildeten. Im Anschluss wurde das Darmgewebe zusammen mit den Vorläuferzellen kultiviert. Es entwickelte sich ein funktionelles Organoid. Um zu überprüfen, ob und wie dieses Organoid funktioniert, implantierten die Forscher das aus Stammzellen gezüchtete Gewebe in Mäuse, die kein Immunsystem besaßen. Die Nachuntersuchungen konnten belegen, dass sich das transplantierte Gewebe in den Mäusen normal entwickelte und sogar funktionierte, denn die Nährstoffe aus der Nahrung wurden assimiliert.

 

Durch die Stammzellenforschung neue Impulse für die Therapie von Darmerkrankungen

Wissenschaftskollegen zeigen sich von den Ergebnissen begeistert, denn nun eröffnen sich neue Perspektiven für die weitere Forschung. Denn dank der Stammzellen jetzt können Darmstörungen untersucht werden – sogar mit dem eigenen Gewebe des Patienten. Die Erprobung von neuen Therapien kann am künstlichen Darm natürlich ebenfalls erfolgen. Und das bereits vor dem Beginn von klinischen Tests am Menschen. Vor allem für die Behandlung von Dickdarm- und Dünndarm-Erkrankungen versprechen sich die Spezialisten weitere Erkenntnisse durch den aus Stammzellen gezüchteten künstlichen Darm.

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