Forscher der Universität Düsseldorf haben ein stammzellbasiertes Analysemodell entwickelt, um Therapien gegen die nichtalkoholische Fettlebererkrankung testen zu können.
Nichtalkoholische Fettleber (NAFLD) ist eine weitverbreitete Erkrankung in der westlichen Welt. Um die zu Grunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen, haben Wissenschaftler um Dr. Nina Graffmann und Prof. James Adjaye am Institut für Stammzellforschung und Regenerative Medizin der Uniklinik Düsseldorf induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) von NAFLD-Patienten und gesunden Probanden in der Zellkultur zu hepatozyten-ähnlichen Zellen differenziert.
Die Forscher simulierten eine fettreiche Ernährung in der Zellkultur durch Zugabe von Fettsäuren ins Medium. Unter diesen Bedingungen bildeten die hepatozyten-ähnlichen Zellen Fetttröpfchen, vergleichbar mit denen, die in Leberbiopsien von Patienten sichtbar sind.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie zeigte sich eine starke Heterogenität zwischen den einzelnen Zelllinien in Bezug auf Genexpressionsmuster und Morphologie der Fetttröpfchen.
Laut der Wissenschaftler resultiert diese Heterogenität zum einen aus den vielfältigen beteiligten Stoffwechselnetzwerken. Zum anderen spiegelt sie die umfangreichen, patientenabhängigen Phänotypen wider, die NAFLD zu einer hochkomplexen Erkrankung machen. Nichtsdestotrotz konnten die Wissenschaftler Genexpressionsmuster mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren.
Ein körpereigenes Molekül, das von Fettzellen gebildet wird und den Fettmetabolismus in Hepatozyten positiv beeinflusst, ist Adiponektin. Um seine Rolle im Zellkulturmodell zu analysieren, wurde für diese Studie ein Analogon (AdipoRon) synthetisiert. In einem Mausmodell für Diabetes konnte bereits ein signifikanter schützender Effekt vor der Erkrankung durch AdipoRon beobachtet werden.
Auch die Behandlung mit AdipoRon zeigte Effekte, die für die jeweilige Zelllinie bzw. ihren genetischen Hintergrund spezifisch waren. Daneben konnte ein genereller Einfluss von AdipoRon auf die Transkription von Genen für Stoffwechsel- und Transportmechanismen, das Immunsystem sowie für Zellstress und Signaltransduktion festgestellt werden.
„Mit unserem stammzellbasierten Zellkulturmodell konnten wir wichtige Aspekte von NAFLD nachstellen. Wir wollen es auch in Zukunft weiter für die Analyse der Krankheit nutzen, da etablierte Tiermodelle die umfangreichen Stoffwechselmechanismen nicht ausreichend reproduzieren können,“ erklärt Dr. Graffmann.
„Wir konnten wieder einmal zeigen, dass aus iPS-Zellen generierte hepatozyten-ähnliche Zellen trotz ihrer unreifen, d.h. fetalen Natur, von unschätzbarem Wert sind, um komplexe Krankheiten wie NAFLD besser zu verstehen und um die Wirkung von Medikamenten zu testen,“ betont Prof. Adjaye.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Zur Originalpublikation gelangt ihr hier.
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