Posted in: Medizin, Technik 17. Juli 2013 14:31 Weiter lesen →

Fernsteuerung für Stammzellen

Mikroskopaufnahme zeigt Zelle mit Organellen, darin viele schwarze Punkte Gewebeschäden könnten vielleicht einmal mit den eigenen Stammzellen des Patienten behandelt werden. Einen Weg, die zellulären Helfer an den Einsatzort zu lotsen, haben amerikanische Forscher gefunden. Sie beladen die Zellen mit winzigen Partikeln aus Eisenoxid und lenken sie dann mit einem Magnetfeld in die gewünschte Körperregion.

Bild: Emory University

„Wir konnten die Zellen mit großen Mengen dieser Nanopartikel beladen und nachweisen, dass sie dadurch keinen Schaden nehmen“, erklärt Robert Taylor von der Emory-Universität in Atlanta. Der Schlüssel zum Erfolg sei die Beschichtung der Partikel mit einem gewebs- und zellverträglichen Polymer, schreiben der Kardiologe und seine Kollegen im Fachblatt „Small“.

Für ihre Experimente nutzten die Forscher Stammzellen, die sich aus Knochenmark, Fettgewebe und anderen Geweben erwachsener Menschen gewinnen lassen. Im Labor kultiviert und schließlich wieder in den Blutkreislauf injiziert, siedeln sich diese mesenchymalen Stammzellen an verschiedenen Stellen im Körper an und können dort Entzündungsprozesse eindämmen und die Regeneration geschädigten Gewebes fördern. Mithilfe der neuen Methode könnte diese Wiederansiedlung gezielter und somit wirksamer erfolgen, hoffen Taylor und Kollegen.

Die Bioingenieure und Mediziner stellten rund 15 Nanometer (Millionstel Millimeter) kleine Partikel aus Eisenoxid her und überzogen diese mit dem Polymer Polyethylenglykol. Dann nutzten sie ein Magnetfeld, um die Partikel förmlich in menschliche mesenchymale Stammzellen zu drücken. Jede Zelle nahm rund 1,5 Millionen Partikel auf und speicherte diese etwa eine Woche lang in winzigen Membranbläschen, den Lysosomen.

Fluoreszenzbilder zweier Mäuse, bei der einen rote Flecken in Lunge und Bauch, bei der anderen zusätzlich am Schwanzansatz Bild: Emory University

Versuchsweise injizierten die Forscher Mäusen die so beladenen Stammzellen. Normalerweise fanden sich die meisten Zellen schließlich in Lunge und Leber der Tiere wieder, beobachteten sie. Hielten sie bei der Injektion jedoch einen Stabmagnet an den Schwanzansatz der Mäuse, so wurde ein großer Teil der Zellen dorthin umgeleitet und die Zahl der hier sesshaft werdenden Stammzellen stieg um den Faktor 6.

„Mit diesem Experiment haben wir die grundsätzliche Machbarkeit unter Beweis gestellt“, so Taylor weiter. Die beschichteten Partikel machten die Zellen steuerbar, ohne ihre wertvollen Eigenschaften zu verändern. „In Zukunft möchten wir sie in eine Gliedmaße lenken, in ein abnormes Blutgefäß oder sogar ins Herz.“

Forschung: Natalia Landázuri und W. Robert Taylor, Division of Cardiology, Emory University School of Medicine; Sheng Tong und Gang Bao, Department of Biomedical Engineering, Emory University und Georgia Institute of Technology, Atlanta; und andere

Veröffentlichung Small, DOI 10.1002/smll.201300570

WWW:
Division of Cardiology, Emory University
Bao Lab, Emory University und Georgia Institute of Technology
Mesenchymale Stammzellen

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