Wissenschaftler erstellten eine 3D-Karte der Leber – und entdeckten etwas bisher Unbekanntes
Die Leber erfüllt Dutzende von Funktionen gleichzeitig, doch wie ihre Struktur das ermöglicht, war bislang nie vollständig sichtbar. Eine neue Bildgebungsmethode hat eine unbekannte anatomische Struktur enthüllt, die Blutgefäße, Gallengänge und Nervennetzwerke gleichzeitig koordiniert.
Der menschliche Körper ist dreidimensional, doch die Biologie wurde traditionell anhand dünner, flacher Gewebeschnitte unter dem Mikroskop untersucht. Dieser Ansatz hat über Jahrzehnte gute Dienste geleistet, birgt aber einen grundlegenden blinden Fleck: Strukturen, die sich über drei Dimensionen erstrecken, werden in voneinander getrennte Fragmente zerlegt. Für die Leber, ein Organ mit einem außerordentlich komplexen Netzwerk aus Gefäßen, Gängen und Nerven, ist das ein ernstes Problem.
Forschende, die in eLife veröffentlichten, entwickelten eine neue Methode, um die Leberarchitektur von Mäusen vollständig dreidimensional zu kartieren. Dabei identifizierten sie eine bisher unbeschriebene Struktur: den periportalen Lamellarkomplex, kurz PLC. Dieser Komplex umgibt die Pfortader, das Gefäß, das Blut aus dem Darm zur Leber transportiert, und erweist sich als zentraler Organisator dafür, wie sich Gallengänge und Nervenäste während der Embryonalentwicklung ausbilden und anordnen.
Ein Regisseur im Verborgenen
Der PLC scheint während der Entwicklung als eine Art Gerüst zu fungieren: Er gibt anderen Strukturen während ihrer Entstehung räumliche Orientierungssignale. Wird der PLC gestört, verlaufen die Verzweigungsmuster von Gallengängen und Nerven fehlerhaft. Das ist klinisch bedeutsam, denn Gallengangserkrankungen, bei denen die Röhren, die Galle ableiten, verstopft oder beschädigt werden, sind eine wesentliche Ursache für Leberversagen und Lebertransplantationen – auch bei Kleinkindern.
Für die Longevity-Forschung ist die Leberbiologie in mehrfacher Hinsicht relevant. Die Leber gehört zu den Organen, die am deutlichsten altern: Ihre Regenerationsfähigkeit, also die Kapazität, geschädigtes Gewebe zu reparieren, nimmt mit der Zeit ab, während die Anfälligkeit für Fibrose, Entzündungen und Stoffwechselstörungen zunimmt. Zu verstehen, wie die dreidimensionale Architektur der Leber funktioniert und wie sie sich im Laufe eines Lebens verändert, ist eine grundlegende Voraussetzung für die Entwicklung von Therapien, die das Organ gesund erhalten.
Die Methode als Vermächtnis
Die Technik selbst könnte ebenso folgenreich sein wie die Entdeckung. Der hier entwickelte 3D-Visualisierungsansatz lässt sich auf andere Organe und andere Fragestellungen übertragen. Jedes komplexe Organ – Lunge, Niere, Herz – besitzt eine dreidimensionale Organisation, die in flachen Schnitten verloren geht. Ein Werkzeugset, das diese Strukturen sichtbar macht, hat einen Wert weit über die Leber hinaus.
Noch unklar ist, wie der PLC seine koordinierende Funktion auf molekularer Ebene ausübt und ob analoge Strukturen auch in menschlichen Lebern existieren. Die Biologie von Mäusen und Menschen stimmt nicht immer überein – eine Lektion, die die biomedizinische Forschung immer wieder, und mitunter schmerzhaft, erteilt bekommen hat.