Das unabhängige Diabetes-Portal DiabSite

Home > Aktuelles > Diabetes-Nachrichten > Archive > 2017 > 170209b

Entstehung und Therapie vom Diabetes mellitus besser verstehen

BMBF fördert Diabetesforschung auf Pankreas-Chip

Chips, auf denen sich Pankreaszellen züchten lassen
Zum Vergrern bitte auf das Bild klicken.
Das Bundesministerium fr Bildung und Forschung (BMBF) frdert in den kommenden drei Jahren das neue Konsortium "PancChip", welches am Helmholtz Zentrum Mnchen koordiniert und teilweise durchgefhrt wird. Ziel ist es, Kultur und Differenzierung von Stammzellen zu funktionalen Beta-Zellen auf einem Chip weiterzuentwickeln und so Fragestellungen zur Entstehung und Therapie von Diabetes und anderen Erkrankungen der Bauchspeicheldrse zu lsen. Die Gesamtfrdersumme von 1,5 Millionen Euro wird unter den beteiligten Partnern gedrittelt.

Bei verschiedenen Typen von Diabetes, werden die Insulin produzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrse zerstrt. Als Behandlungsmglichkeit fr diesen Fall rcken vermehrt Ersatz- und Regenerationstherapien ins Blickfeld der Wissenschaft. Die Idee dahinter: Stammzellen, also Zellen, die sich in andere Zelltypen entwickeln knnen, als Quelle fr Insulin produzierende Beta-Zellen zu nutzen.

"Leider verfgen wir aber noch nicht ber ein ausreichendes Verstndnis der Signale und Faktoren, welche die Programmierung der Stammzellen steuern", erklrt Prof. Dr. Heiko Lickert, Direktor des Instituts fr Diabetes- und Regenerationsforschung (IDR) am Helmholtz Zentrum Mnchen und Inhaber des Lehrstuhls fr Betazellbiologie an der Technischen Universitt Mnchen (TUM). Er wird das Projekt zusammen mit Dr. Matthias Meier von der Universitt Freiburg koordinieren und leiten. Ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist Prof. Dr. Alexander Kleger, Oberarzt an der Ulmer Universittsklinik fr Innere Medizin I.

Gemeinsam wollen die Wissenschaftler mehrere Zellkulturmodelle im Chip-Format entwickeln, um zu untersuchen, welche Faktoren die Entwicklung der Stammzellen in endokrine und exokrine[*] Zelllinien steuern und wie sie das tun. Dafr wachsen die Zellen auf einem Trgermaterial (dem Chip) und die darber liegenden Flssigkeiten (Nhrmedium mit und ohne zustzliche Substanzen) werden durch miniaturisierte, pneumatische Ventile gesteuert. Angeschlossen sind zudem Analysemethoden, um die Reaktion der Zellen umfassend zu dokumentieren.

Ein 3D-Modellsystem soll im nchsten Schritt sogenannte Organoide - also Miniorgane - hervorbringen, um Krankheitsprozesse zu untersuchen. *Durch diese 'Organoid-Klinik' knnen wir Wirkstoffe unter standardisierten Bedingungen testen und die Reaktion von Patienten-Material auf Therapieoptionen untersuchen", so Projektleiter Lickert. Die Mnchner Forscher werden sich dabei vor allem auf die Modellierung von Diabetes spezialisieren, whrend in Ulm an chronischen Entzndungen der Bauchspeicheldrse (Pankreatitis) geforscht werden soll.

Langfristig soll sich das Projekt in drei Richtungen bezahlt machen: wissenschaftlich mchte das Konsortium die Biologie hinter den Pankreas-Krankheiten erschlieen und mgliche Eingriffspunkte identifizieren. Klinisch steht die Entwicklung von Beta-Zellersatztherapie und damit langfristig der Heilung des Diabetes mellitus im Mittelpunkt der Arbeiten. Und nicht zuletzt soll auch wirtschaftlich ein Nutzen aus dem Projekt entstehen: Auf Sicht[**] sollen die Forschungsergebnisse von einem Start-up-Unternehmen verwertet werden. Denkbar wren hier der Chip selbst zur mglichen Produktion von Betazellen aus Stammzellen, eine Hochdurchsatz-Screening-Plattform fr Chemotherapeutika mit Wirksamkeit auf Bauchspeicheldrsenzellen oder auch als neuartiges Instrument zur individualisierten Vorab-Testung von Therapieoptionen an Patientenmaterial.

Hintergrund

Technisch basiert das Projekt auf einer mikrofluidischen Zellkultur-Chip-Plattform. Das bedeutet, die Zellen wachsen auf einem Trgermaterial (dem Chip) und die darber liegenden Flssigkeiten (Nhrmedium mit und ohne zustzliche Substanzen) werden durch miniaturisierte, pneumatische Ventile gesteuert. Die sogenannte microfluidic large-scale integration technology (mLSI) erlaubt es, die Zellen dann entsprechend zu charakterisieren - das umfasst etwa die gleichzeitige Analysen von verschiedenen Proteinen in und um die Zellen (Multiplex in situ Proteinanalytik) einschlielich deren Interaktionen ("proximity ligation assay"), die Bildgebung lebender Zellen ("live cell imaging") sowie das Verfolgung einzelner Zellen whrend der Differenzierung und vieles mehr.

Quellen

* Whrend endokrine Zellen ihre Produkte (wie den Botenstoff Insulin) ins Blut abgeben, entlassen exokrine Zellen Stoffe "nach auen". Im Kontext der Bauchspeicheldrse handelt es sich hier oft um Verdauungsenzyme, die in den Zwlffingerdarm abgegeben werden.

** bertriebene Erwartungen mit Blick auf erste Erfolge wollen die Forscher aber nicht aufkommen lassen. Sie schtzen, dass der Zeitrahmen fr die Verwertung der Ergebnisse in der Grenordnung von zehn Jahren liegen wird. Die Laufzeit ist zunchst vom 01. Februar 2017 bis zum 31. Januar 2020 angesetzt.

Bildunterschrift: Labor im Miniaturmastab: Die Chips, auf denen sich Pankreaszellen zchten lassen, sind so gro wie eine Daumenkuppe.
Bildquelle: Universitt Freiburg
Copyright: Matthias Meier

zuletzt bearbeitet: 09.02.2017 nach oben

Unterstützer der DiabSite:

Professor Dr. Peter Bottermann

Prof. Peter Bottermann

Weitere Angebote:

Spendenaufruf Ukraine

Hilfeaufruf Ukraine

Diabetes-Portal DiabSite startet Spendenaufruf für Menschen in der Ukraine.