Im Labor gezüchtetes Nierengewebe erhält bessere Struktur
Forschenden ist es gelungen, Nierengewebe mithilfe synthetischer Signalquellen in eine geordnetere Struktur zu lenken. Der Fortschritt weckt Hoffnung auf ein besseres Verständnis von Nierenerkrankungen und möglicherweise künftige Transplantationsanwendungen.
Nierenorganoide sind kleine Stücke Nierengewebe, die im Labor aus Stammzellen gezüchtet werden. Sie ähneln einer echten Niere, weisen jedoch häufig keine korrekte räumliche Organisation auf. Forschende setzten synthetische Zellen ein, die ein Proteinsignal ausschütten, das normalerweise die Entwicklung steuert – den Wnt-Signalweg. Indem diese künstlichen „Organisatoren" an gezielten Positionen platziert wurden, entwickelten die Organoide eine bessere innere Struktur. Die Studie wurde in Science veröffentlicht.
Wnt-Signale steuern die Gewebemusterbildung
Der Wnt-Signalweg ist ein Kommunikationssystem, das Zellen mitteilt, wo sie sich in einem Organ befinden und welche Aufgabe sie übernehmen sollen. In einer sich entwickelnden Niere sorgt dieses System für eine geordnete Anordnung unterschiedlicher Zelltypen. Bestehenden Organoiden fehlte diese räumliche Struktur häufig. Die synthetischen Organisatoren ahmten dieses Signal ortsabhängig nach und führten so zu einer präziseren Gewebemusterbildung.
Die Methode bedient sich sogenannter „Sender"-Zellen: Zellen, die so verändert wurden, dass sie zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort exakt das passende Signal abgeben. Das unterscheidet sich vom bloßen Zugeben von Wachstumsfaktoren ins Kulturmedium, das eine deutlich geringere räumliche Kontrolle erlaubt.
Bedeutung für die Krankheitsforschung und das Altern
Die Nierenfunktion nimmt mit dem Alter ab. Bessere Modelle von Nierengewebe sind daher sowohl für das Verständnis angeborener Nierenerkrankungen als auch altersbedingten Funktionsverlusts von Bedeutung. Organoide mit verbesserter Struktur könnten künftig zur Medikamentenprüfung oder zur Erforschung der Mechanismen des Nierenverfalls eingesetzt werden.
Der Weg zu klinischen Anwendungen ist jedoch noch weit. Bei diesen Organoiden handelt es sich nicht um funktionsfähige Nieren, und für Transplantationen sind sie derzeit nicht geeignet. Die Studie zeigt jedoch, dass es möglich ist, die Selbstorganisation von Gewebe gezielter zu steuern – ein echter Fortschritt für das Tissue Engineering.
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