Neuartige Methode kann funktionelle Organoide aus menschlichem Fettgewebe von Erwachsenen erzeugen

Neuartige Methode kann funktionelle Organoide aus menschlichem Fettgewebe von Erwachsenen erzeugen

Eine aktuelle Studie veröffentlicht in Maschinenbau hat einen neuartigen Ansatz zur Erzeugung funktioneller Organoide aus menschlichem Fettgewebe von Erwachsenen vorgestellt. Diese Methode, die die traditionelle Stammzellisolierung und genetische Manipulation umgeht, bietet einen einfacheren und skalierbareren Weg zur Herstellung von Organoiden, die in der regenerativen Medizin und Krankheitsmodellierung verwendet werden können.

Die von einem Team der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine und des Shanghai Institute for Plastic and Reconstructive Surgery geleitete Forschung zeigt das Potenzial von menschlichem Fettgewebe bei Erwachsenen, sich in Organoide zu differenzieren, die alle drei Keimschichten – Mesoderm, Endoderm und Ektoderm – repräsentieren, ohne dass eine Einzelzellverarbeitung erforderlich ist. Durch den Einsatz eines speziellen Suspensionskultursystems entwickelte das Team reaggregierte Mikrofettgewebe (RMF), die sich in verschiedene funktionelle Organoide differenzieren konnten.

Eines der wichtigsten Ergebnisse der Studie ist die Erzeugung humanisierter Knochenmarksorganoide aus RMF-Geweben. Diese Organoide waren in der Lage, die menschliche Hämatopoese in immundefizienten Mäusen zu unterstützen, indem sie die strukturelle und funktionelle Komplexität des nativen menschlichen Knochenmarks nachahmten. Die Forscher fanden heraus, dass RMF-Pellets bei der Implantation in Mäuse eine endochondrale Ossifikation durchliefen und Gehörknöchelchen bildeten, die sowohl endostale als auch perivaskuläre Nischen enthielten. Diese Gehörknöchelchen unterstützten die Transplantation und Differenzierung menschlicher hämatopoetischer Stammzellen und demonstrierten ihr Potenzial als Modell für die Untersuchung der menschlichen Hämatopoese.

Neben Knochenmarksorganoiden untersuchte die Studie auch die Differenzierung von RMF-Geweben in insulinproduzierende Inselorganoide. Mithilfe eines verfeinerten vierstufigen Protokolls führten die Forscher RMF-Zellen durch die endgültigen Endoderm-, Pankreas-Vorläufer-, endokrinen Vorläufer- und β-Zellstadien. Die resultierenden Inselorganoide waren in der Lage, als Reaktion auf die Glukosestimulation Insulin abzusondern, wobei die Insulinsekretion unter Bedingungen mit hohem Glukosespiegel deutlich zunahm. Bei der Transplantation in diabetische Mäuse führten diese Organoide schnell zur Gefäßbildung und kehrten die Hyperglykämie um, sodass für die Dauer der Studie ein normaler Blutzuckerspiegel aufrechterhalten wurde.

Die Forscher demonstrierten auch das ektodermale Differenzierungspotenzial von RMF-Geweben durch die Erzeugung neuronaler Gewebe. RMF-Pellets wurden zur Bildung von Neurosphären angeregt, die sich dann in neuronale und neurogliale Abstammungslinien differenzierten. Die Zellen exprimierten Marker für neurale Stammzellen, reife Neuronen und Gliazellen, was auf die erfolgreiche Umwandlung von Fettgewebe in neuralähnliches Gewebe hinweist.

Diese Studie unterstreicht die Vielseitigkeit und das Potenzial des menschlichen Fettgewebes bei Erwachsenen als Quelle für die Organoidbildung. Durch die Vermeidung komplexer Zellisolierung und genetischer Manipulation bietet die RMF-basierte Strategie einen praktischeren und klinisch relevanteren Ansatz zur Herstellung funktioneller Organoide. Die Ergebnisse legen nahe, dass Fettgewebe als wertvolle Ressource für die Entwicklung therapeutischer Anwendungen in der regenerativen Medizin dienen könnte, insbesondere bei Erkrankungen wie Diabetes und hämatologischen Erkrankungen.

Die Forschung unterstreicht die Bedeutung der Erforschung alternativer Quellen für die Organoiderzeugung, insbesondere solcher, die leicht zugänglich und leicht zu verarbeiten sind. Da das Gebiet der regenerativen Medizin immer weiter voranschreitet, könnte die Fähigkeit, funktionelle Organoide aus leicht verfügbaren Geweben wie Fettgewebe zu erzeugen, den Weg für effizientere und zugänglichere Behandlungen ebnen.

Quellen: