3D-Zellmodelle zur besseren Erforschung von Parkinson

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 – jene 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 3D-Zellkulturen bestätigen die Erwartungen: Der Umwandlungsprozess verläuft nämlich 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.