(RMIT) Stammzellen haben die Superkraft, sich in jede andere Art von Zelle zu verwandeln – eine Superkraft, die manche Tiere nutzen Gliedmaßen nachwachsen zu lassen ; Für die Medizin bieten sie das Potenzial, uns zu helfen Teile des menschlichen Körpers reparieren die durch Verletzung oder Krankheit beschädigt wurden.
Die Durchführung dieser Reparaturen erfordert die Fähigkeit, Stammzellen bei Bedarf zu manipulieren, und eine neue Studie beschreibt einen innovativen Weg, genau das zu erreichen: Durch den Einsatz hochfrequenter Schallwellen werden Stammzellen in nur fünf Tagen in Knochenzellen umgewandelt, und zwar innerhalb von zehn Tagen Minuten stimulierende Behandlung pro Tag.
Im weiteren Verlauf hoffen die Forscher, dass diese Technik – die gegenüber den heute verwendeten Verfahren mehrere Vorteile bietet – dazu genutzt werden könnte, verloren gegangenen Knochen nachwachsen zu lassen Krebs oder andere Arten degenerativer Erkrankungen.
Der Versuchsaufbau mit dem Mikrochip links und den Stammzellen rechts, wobei Grün Schallwellen darstellt. (Ambattu et al., Small, 2022)
„Die Schallwellen verkürzen die Behandlungszeit, die normalerweise erforderlich ist, um Stammzellen in Knochenzellen umzuwandeln, um mehrere Tage.“ sagt Amy Gelmi , wissenschaftlicher Mitarbeiter des Vizekanzlers am Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) in Australien.
„Außerdem erfordert diese Methode keine speziellen ‚Knochenaufbau‘-Medikamente und lässt sich sehr einfach auf die Stammzellen anwenden.“
Der Ansatz baut auf jahrelanger Arbeit zur Modifizierung von Materialien mit Schallwellen über Frequenzen von 10 MHz auf, also viel höheren Frequenzen als die Forscher zuvor verwendet in solchen Experimenten. Dabei wurden mit einem Mikrochip Stammzellen transformiert, die in Silikonöl eingelegt und auf einer Kulturplatte platziert wurden.
Andere experimentelle Verfahren auf diesem Gebiet waren zwar einigermaßen erfolgreich, aber sie sind auch kompliziert einzurichten, teuer in der Verwaltung und schwierig zu skalieren. Sie benötigen außerdem Stammzellen, die aus dem Knochenmark eines Patienten entnommen werden, was ein schmerzhafter Eingriff ist.
Dieser neue Ansatz stellt in all diesen Bereichen eine Verbesserung dar. Die Forscher haben gezeigt, dass es mit mehreren Arten von Stammzellen funktioniert, einschließlich aus Fett gewonnener Stammzellen, deren Entfernung aus dem Körper nicht so schmerzhaft ist.
Stammzellen verwandeln sich in Knochenzellen und produzieren dabei Kollagen (grün). (RMIT)
„Wir können die Schallwellen nutzen, um an den richtigen Stellen genau den richtigen Druck auf die Stammzellen auszuüben und so den Veränderungsprozess auszulösen.“ sagt Chemieingenieur Leslie Yeo , von RMIT.
„Unser Gerät ist kostengünstig und einfach zu bedienen und könnte daher problemlos für die gleichzeitige Behandlung einer großen Anzahl von Zellen erweitert werden – was für eine effektive Gewebezüchtung von entscheidender Bedeutung ist.“
Diese Hochskalierung ist die nächste Stufe im Prozess. Theoretisch sollte dieser Ansatz außerhalb eines kleinen Labortests funktionieren, aber Wissenschaftler müssen dies sicherstellen. Es besteht auch Spielraum für eine weitere Miniaturisierung der Technologie.
Forscher machen es jetzt mehrere Durchbrüche wenn es darum geht, Stammzellen in verschiedene Zelltypen umzuwandeln, um verschiedene Gesundheitsprobleme zu bekämpfen. Mit zunehmendem Verständnis dieser biologischen Bausteine gewinnen wir einen besseren Einblick in diese wie unser Körper funktioniert .
Wenn dieser spezielle Prozess hochskaliert werden kann, gibt es mehrere Möglichkeiten, ihn als Behandlung einzusetzen, sagt das Team. Irgendwann hofft man das Bioreaktoren entwickelt werden, um Stammzellen auf diese Weise zu verarbeiten.
„Unsere Studie ergab, dass dieser neue Ansatz ein großes Potenzial für die Behandlung der Stammzellen hat, bevor wir sie entweder auf ein Implantat auftragen oder sie zur Gewebezüchtung direkt in den Körper injizieren.“ sagt komm .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Klein .