05.02.2021 - Osaka Prefecture University

Neue Stammzelltherapie bei Hunden -- ein Durchbruch in der Veterinärmedizin

Neue Methode zur Erzeugung von Hundestammzellen bedeutet, dass regenerative Therapien bald unseren geliebten Gefährten zugute kommen können

Hunde sind seit ihrer Domestizierung vor Tausenden von Jahren treue Begleiter des Menschen. Mit verschiedenen Verbesserungen in der Veterinärmedizin in den letzten Jahrzehnten hat sich ihre Lebenserwartung erhöht. Ein bedauerlicher Nebeneffekt dieser Langlebigkeit ist jedoch, ähnlich wie beim Menschen, das vermehrte Auftreten von chronischen und degenerativen Erkrankungen.

Beim Menschen gipfelten die modernen Bemühungen zur Bekämpfung solcher Krankheiten in der Entwicklung regenerativer Therapien, die größtenteils auf Stammzellen basieren. Diese "Baby"-Zellen haben das Potenzial, sich in viele spezialisierte Zelltypen zu differenzieren und zu reifen - "Pluripotenz" genannt. Durch die Transplantation von Stammzellen und die Steuerung ihrer Differenzierung in die gewünschten Zelltypen sind Forscher effektiv in der Lage, geschädigtes Gewebe zu regenerieren und damit den Verlauf verschiedener komplexer Krankheiten umzukehren. Obwohl diese Technologie beim Menschen weithin erforscht ist, fehlt das Potenzial für die Stammzelltherapie beim Hund.

Zu diesem Zweck hat ein Forscherteam aus Japan unter der Leitung von Associate Professor Shingo Hatoya von der Universität der Präfektur Osaka daran gearbeitet, "induzierte pluripotente Stammzellen" (iPSCs) aus Blutproben von Hunden zu isolieren. iPSCs sind eine Art von Stammzellen, die aus einer entwickelten (oder "differenzierten") Zelle "programmiert" werden können, indem ein bestimmter Satz von Genen in sie eingeführt wird. Diese Gene kodieren für Proteine, so genannte "Transkriptionsfaktoren", die die Umwandlung von einer differenzierten in eine pluripotente Stammzelle einleiten, die dann in der Lage ist, zu verschiedenen Zelltypen auszureifen. iPSCs können sich sehr schnell vermehren und bieten so einen zuverlässigen Vorrat an geeigneten Stammzellen für regenerative Therapien. "Wir haben erfolgreich eine effiziente und einfache Methode zur Generierung von caninen iPSCs aus peripheren mononukleären Blutzellen etabliert", erklärt Dr. Hatoya. Er hebt die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Tiermedizin hervor und erklärt, dass er hofft, dass es in naher Zukunft möglich sein wird, regenerative medizinische Behandlungen bei Hunden durchzuführen." Diese Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Stem Cells and Developmentveröffentlicht .

Die früheren Versuche dieser Wissenschaftler, iPSCs aus Hundeblutzellen zu erzeugen, indem sie virale "Vektoren" verwendeten, um die Pluripotenz-induzierenden Transkriptionsfaktoren zu liefern, waren nicht so effektiv wie erhofft. Daher testeten sie in dieser Studie eine andere Kombination von induzierenden Faktoren, von denen sie glauben, dass sie der Schlüssel zur Ausschöpfung des vollen Potenzials dieser Zellen waren. Vor allem aber mussten die Forscher kontrollieren, wie sich die reprogrammierten Zellen im Wirtskörper replizieren. Virale Vektoren, die für Pluripotenz-induzierende Transkriptionsfaktoren kodieren, können verwendet werden, um aus dem Blut gewonnene Zellen zu infizieren und sie in iPSCs umzuwandeln. Allerdings mussten die Forscher vorsichtig sein: Da diese Vektoren in das Wirtsgenom integrieren, kann die Re-Expression dieser Pluripotenzfaktoren in der Wirtszelle zur Tumorbildung führen, wenn diese Zellen in Patienten transplantiert werden. Um dies zu vermeiden, entwickelte das Team Footprint-freie" Stammzellen, indem es einen bestimmten Typ von viralen Vektoren verwendete, die iPSCs ohne genomische Einfügung generieren können und über von den Zellen exprimierte microRNAs" automatisch stillgelegt" werden können. Anschließend züchteten sie diese Zellen in einem speziellen Medium, das verschiedene Faktoren enthielt, die ihre Pluripotenz erhöhten (u. a. einen "Small-Molecule-Cocktail"). Tatsächlich wuchsen diese Zellen und entwickelten erfolgreich Keimschichten (die die Grundlage aller Organe bilden).

Faszinierend ist, dass diese Erkenntnisse den Weg für eine einfache Stammzelltherapie-Technik für die besten Freunde des Menschen geebnet haben. "Wir glauben, dass unsere Methode die Forschung im Bereich der Krankheitsmodellierung und der regenerativen Therapien in der Tiermedizin erleichtern kann", sagt Dr. Hatoya. Darüber hinaus glauben die Autoren auch, dass weitere Forschungen zu regenerativen Therapien für Hunde einige Welleneffekte für die Humanmedizin haben könnten. "Hunde teilen die gleiche Umgebung wie Menschen und entwickeln spontan die gleichen Krankheiten, insbesondere genetische Krankheiten."

Die Übertragung von Erkenntnissen aus einem Bereich auf einen anderen könnte bedeuten, dass Tierärzte in der Lage sind, Behandlungen, vielleicht sogar Heilungen, für einige der Krankheiten zu finden, die die Menschheit immer noch plagen.

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