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Parkinson: Eurac Research entwickelt 3D-Zellmodelle, um die Krankheit besser zu erforschen
Mit dem neuen Verfahren können Wissenschaftler die Zellen gesunder und erkrankter Menschen genauer vergleichen

Um die Vorgänge in den Nervenzellen von Parkinsonkranken zu untersuchen, bedienen sich die Biologen und Genetiker von Eurac Research immer ausgefeilterer Zellmodelle. Derzeit testen sie ein neues Verfahren, mit dem induzierte pluripotente Stammzellen effizienter in Neuronen verwandelt werden können. Dabei werden dreidimensionale anstatt wie bisher zweidimensionale Zellkulturen verwendet. Diese wirklichkeitsgetreueren Zellmodelle ermöglichen einen genaueren Vergleich zwischen den Zellen gesunder und an Parkinson erkrankter Menschen.

Induzierte pluripotente Stammzellen, durch Reprogrammierung beliebiger Körperzellen im Labor erzeugt, können sich wie die Zellen eines Embryos zu jedem Zelltyp ausformen. In der Parkinsonforschung werden aus diesen Stammzellen Dopamin produzierende Neuronen erzeugt – jenes Nervenzellen im Mittelhirn, die bei Parkinsonkranken absterben; an den so gewonnenen Modellen können die Wissenschaftler die molekularen Mechanismen untersuchen, die der Krankheit zugrunde liegen. 
Bisher legten die Forscher dabei zweidimensionale Zellkulturen an, doch seit einiger Zeit erproben sie nun eine neue Methode. Sie verkapseln die induzierten pluripotenten Stammzellen in einer Hydrogel-Lösung und tauchen sie in eine Lösung aus Calziumchlorid. In den dadurch entstehenden Hydrogelsphären können die Zellen sich dreidimensional entwickeln. „Die Differenzierung von induzierten pluripotenten Stammzellen zu Neuronen wird durch diese Methode deutlich erleichtert, und der Prozess wird besser reproduzierbar“, erklärt Alessandra Zanon, Molekularbiologin von Eurac Research. 
Untersuchungen an den ersten neuen Zellkulturen bestätigen die Erwartungen: Der Umwandlungsprozess verläuft schneller und die Vorgänge können klarer beobachtet werden. Außerdem hat sich der Lebenszyklus der Zellkulturen auf fast 200 Tage verlängert, gegenüber 50 Tagen bei 2D-Kulturen. „Damit können wir gesunde Zelllinien und die Zellen von Kranken besser vergleichen, Unterschiede erkennen, und somit wichtige Einsichten in die Krankheitsmechanismen von Parkinson gewinnen“, erklärt Peter Pramstaller, Leiter des Instituts für Biomedizin von Eurac Research. 

Für weitere Informationen: alessandra.zanon@eurac.edu

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