Menschliche Magenzellen lassen sich zu Betazellen umprogrammieren

Menschliche Magen-Organoide lassen sich in vivo genetisch so umprogrammieren, dass sich die Magenzellen in Betazellen umwandeln und Insulin produzieren. Der Ansatz ebnet den Weg für neue autologe Therapieoptionen bei Typ-1-Diabetes.

Typ-1-Diabetes wird durch eine unzureichende Produktion von Insulin durch Betazellen in der Bauchspeicheldrüse verursacht. Eine mögliche neue Behandlungsoption für Patienten mit Typ-1-Diabetes ist deshalb der Ersatz verlorener oder funktionsgestörter Betazellen der Bauchspeicheldrüse – entweder durch Zelltransplantation oder durch die Bildung neuer Betazellen aus bereits im Körper vorhandenen Zellen.

Die letztere Strategie wurde von einem Forschungsteam um Xiaofeng Huang von der Weill Cornell Medicine (USA) und Qing Xia von der Universität Peking (China) verfolgt. Sie hatten zuvor entdeckt, dass Zellen im Magen von Mäusen durch Gentechnik in Betazellen der Bauchspeicheldrüse umgewandelt werden können.

Reprogrammierung von Zellen in Organoiden

In weiteren Untersuchungen, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift „Stem Cell Reports“ veröffentlicht wurden, haben die Forschenden getestet, ob das auch mit Magenzellen im menschlichen Körper möglich ist. Dafür stellten sie zunächst menschliche Magen-Organoide aus embryonalen Stammzellen her. Diese wurden genetisch verändert und mit Reprogrammierungsfaktoren ausgestattet. Durch die Aktivierung dieses „genetischen Schalters” lassen sich die Zellen damit in andere Zellen umprogrammieren.

Anschließend wurden die Magen-Organoide in den Bauchraum von Mäusen transplantiert. Dort reiften sie bis zu sechs Monate lang und bauten Verbindungen zu den umgebenden Geweben und dem Blutsystem auf. Nach Aktivierung der Reprogrammierungsfaktoren wandelten sich die menschlichen Magenzellen in den Mäusen tatsächlich in insulinproduzierende Zellen um – und ähnelten in Bezug auf die Gen- und Proteinexpression den Betazellen der Bauchspeicheldrüse.

Potenzial für autologe Diabetes-Therapie

Darüber hinaus trug das von den transformierten menschlichen Zellen abgesonderte Insulin in Experimenten mit diabetischen Mäusen dazu bei, den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren und den Diabetes zu lindern. Die Wissenschaftler hoffen deshalb, dass mit einem ähnlichen Ansatz auch patienteneigene Zellen direkt im Körper in insulinproduzierende Zellen umgewandelt werden könnten. Dazu sind allerdings noch weitere Studien erforderlich, um eine sichere und wirksame Anwendung bei Patienten zu gewährleisten.

(mkl/BIERMANN)