Durchbruch: Netzhaut wächst aus embryonalen Stammzellen

Das Züchten von Gewebe oder ganzen Organen verspricht enorme Fortschritte in der Medizin, doch die Forschung steht erst am Anfang. Was japanische Forscher im Fachmagazin "Nature" jetzt veröffentlicht haben, könnte ein wichtiger Durchbruch beim Züchten komplexer Organstrukturen sein: sie haben aus Mäuse-Stammzellen eine Netzhaut wachsen lassen. Die Forscher konnten, wenn auch nur in einem ersten Ansatz, die Entwicklung eines Auges im Labor nachstellen und beobachten.

Netzhaut wächst in Nährmedium

Wissenschaftler des Riken-Center im japanischen Kobe brachten embryonale Stammzellen von Mäusen dazu, sogenannte Augenbecher zu bilden, einer primitiven Struktur des Auges. Im Inneren der Augenbecher entsteht die Netzhaut, auf der die Photorezeptoren sitzen, die das Sehen ermöglichen. Außen bildet sich das sogenannte retinale Pigmentepithel (RPE), das später im Auge die Grenze zur Aderhaut bildet. Beim menschlichen Embryo werden die Augenbecher etwa in der sechsten Woche sichtbar.

Gesteuert haben die Forscher den Prozess allerdings kaum: Sie setzten die Zellen in speziellen Nährmedien auf eine Art Eiweiß-Gerüst. Das fördert nicht nur das Wachstum der Zellen, sondern auch die Entstehung spezialisierter Zelltypen. In diesem Fall formten sich aus Stammzellen Stäbchen und Zapfen, verschiedene Nervenfasern, RPE-Zellen und einige andere Zelltypen, die in der Netzhaut zu finden sind. Die aus embryonalen Mäusestammzellen stammende Netzhaut entwickelte sich so weit, bis ihr mehrschichtiger Aufbau mit der Netzhaut, wie sie bei Neugeborenen vorliegt, vergleichbar war. Tests bestätigten nach Angaben der Forscher, dass sämtliche Zelltypen der Netzhaut in den Augenbechern zu finden waren. Allerdings fanden sich nur sehr wenige fürs Farbensehen zuständige Zapfen auf der Netzhaut.

Dass sich diese Strukturen ohne die normalerweise angrenzenden Gewebeschichten einfach in der Petrischale formten, erstaunt auch zwei Londoner Wissenschaftler, die die Studie ebenfalls in "Nature" kommentieren. "Obwohl man jetzt in der Lage ist, Augenbecher aus embryonalen Stammzellen zu züchten, verstehen wir den zugrundeliegenden Prozess noch immer nicht vollständig", schreiben Robin Ali und Jane Snowden. Die neue Technik ermögliche allerdings, diese Entwicklung genauer zu studieren. Sie hoffen zudem, dass sich nun die Reaktion der Netzhaut auf Licht besser untersuchen lässt.

Transplantation von Sinneszellen noch in weiter Ferne

Bevor sich die Erkenntnisse in der praktischen Medizin nutzen lassen, ist noch einiges an Arbeit nötig. Bisher haben die Forscher nur Augenbecher aus Mäusezellen gezüchtet, nicht aber aus menschlichen Stammzellen. Falls dies gelingen sollte, hätten Mediziner ein wertvolles Modell, um Augenkrankheiten zu erforschen oder Medikamente zu testen, meinen Ali und Snowden. Die Augenbecher könnten auch die regenerative Medizin voranbringen. Menschen, die durch den Verlust von Photorezeptoren ihr Augenlicht verloren haben, können es theoretisch durch das Implantieren von Sinneszellen zurückgewinnen. In Versuchen mit Mäusen wurde diese Methode bereits getestet. Das Problem sei allerdings, die Zellen im passenden Entwicklungsstadium in ausreichender Menge zu gewinnen, meinen Ali und Snowden. Lassen sich die Augenbecher effektiv heranzüchten, wären sie aber eine optimale Quelle für die wertvollen Zellen.

Quellen:

• Spiegel online,
• aerzteblatt.de.

Weitere Informationen:

• Abstract der Studie,
• Pressemitteilung Riken-Center,
• nature news.