Wissenschaftler züchten menschliche Brust in Petrischale für die Krebsforschung
Wissenschaftler züchten menschliche Brust in Petrischale für die Krebsforschung
Anonim

Forscher des Deutschen Forschungszentrums für Gesundheit und Umwelt haben die erste dreidimensionale menschliche Brustdrüse außerhalb des menschlichen Körpers geschaffen. Anhand von adulten Stammzellen untersuchte die Studie, wie Brustkrebszellen aggressive Eigenschaften annehmen und möglicherweise tödlich werden können. Diese innovative neue Technologie hat die Fähigkeit, die normale menschliche Brustfunktion nachzuahmen und ermöglicht es Forschern gleichzeitig, Brustkrebsarten und ihre Entwicklung zu untersuchen.

Wie es funktioniert

Unter der Leitung von Dr. Christina Scheel kultivierte ein Forscherteam menschliche Brustepithelzellen, um das dreidimensionale Gewebe einer menschlichen Brustdrüse wieder aufzubauen. Um die Auswirkungen der Pubertät zu simulieren, wurde ein transparentes Gel verwendet, um die Zellteilung und -ausbreitung zu unterstützen; diese Zellen bildeten dann hohle Gänge, die sich abzweigten und in traubenähnlichen Strukturen endeten, wie sie es bei der normalen Brustdrüsenentwicklung tun würden. Zellen in der Brustdrüse sind von Natur aus regenerativ und müssen sich ständig umgestalten und reproduzieren, um Milch zu produzieren; Aus diesem Grund befinden sich in den Brustdrüsen viele Stammzellen, die die Forscher gezielt untersuchen wollten, um potenzielles Tumorwachstum zu verfolgen. Bei der Herstellung der menschlichen Brustdrüse außerhalb des Körpers konnten die Forscher diese regenerative Umgebung nachahmen.

Das Potenzial für Krebs

Forscher glauben, dass das meiste bösartige Zellwachstum auf die Entwicklung und Funktion von Brustzellen zurückzuführen ist, insbesondere innerhalb dieser Stammzellen. Da die menschliche Brustdrüse das Potenzial hat, sich vollständig selbst zu regenerieren, beherbergt das Gewebe viele Stammzellen für einen möglichen Übergang. Forscher vermuten, dass aggressive Brustkrebszellen eine unkontrollierbare Entwicklung in diesen Zellen aktivieren, die dann das Fortschreiten des Tumors beeinflusst. Der Tumor wird dann gewissermaßen zu einem eigenen Organ. Um dies zu verhindern, untersuchten die Forscher, wie regenerative Funktionen in ihrem Gewebemodell normal ausgeführt werden, um eine Grundlage für neue Strategien gegen die abnormale Entwicklung zu schaffen.

„Ein technologischer Durchbruch“

Bei der speziellen Beobachtung von Zellen mit der Fähigkeit zur Regeneration fanden die Forscher heraus, dass die regenerativen Eigenschaften von den physikalischen Eigenschaften der Umgebung der Zellen bestimmt wurden.

„Wir konnten zeigen, dass die Erhöhung der Steifigkeit des Gels zu einer verstärkten Ausbreitung der Zellen, oder anders gesagt, zu einem invasiven Wachstum führte. Ein ähnliches Verhalten wurde bereits bei Brustkrebszellen beobachtet“, sagte Jelena Linnemann, Autorin der Studie, in einer aktuellen Pressemitteilung. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass invasives Wachstum als Reaktion auf körperliche Starrheit einen normalen Prozess während der Brustdrüsenentwicklung darstellt, der während der Tumorprogression ausgenutzt wird.“

Die Autorin Lisa Meixner fügte hinzu, dass diese neue Erkenntnis sie dem Verständnis, wie man Brustkrebs stoppen kann, einen Schritt näher bringt. „Mit unserem [Modell] können wir aufklären, wie solche Prozesse auf molekularer Ebene gesteuert werden, was die Grundlage für die Entwicklung therapeutischer Strategien zur Hemmung dieser Prozesse bei Brustkrebs bildet“, sagte sie.

Unter den vielen Vorteilen des Modells für die Studie fanden die Forscher heraus, dass die Isolierung des Gewebes vom menschlichen Körper eine einfachere Kontrolle der Umgebung ermöglicht. Mit gesundem Gewebe von Frauen, die sich einer Brustverkleinerung unterzogen hatten, konnten die Forscher den Regenerationsprozess starten. „Nach der Operation wird das Gewebe normalerweise entsorgt. Für uns ist es eine experimentelle Schatzkiste, die es uns ermöglicht, individuelle Unterschiede im Verhalten von Stamm- und anderen Zellen in der menschlichen Brustdrüse herauszukitzeln“, sagt Co-Autor Haruko Miura.

Scheel bemerkte auch, dass ihr Modell ein neues Forum für die Krebsforschung anstoßen wird, das es uns ermöglicht, die Krankheit besser als je zuvor zu verstehen. „Dieser technologische Durchbruch bildet die Grundlage für viele Forschungsprojekte, die sowohl darauf abzielen, zu verstehen, wie Brustkrebszellen Merkmale erwerben, als auch aufzuklären, wie adulte Stammzellen bei der normalen Regeneration funktionieren“, sagte sie.

Und mit dieser erstaunlichen Brust aus Petrischalen kommen wir dem endgültigen Kampf gegen Brustkrebs einen Schritt näher. Indem es Forschern ermöglicht, die Natur von Stammzellen zu verstehen und zu verstehen, wie die Regeneration schief gehen kann, gibt es viel Potenzial für die Zukunft der Brustkrebsbehandlung.

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