Lungenzellen aus menschlichen Stammzellen erzeugt

New York (USA) - Lungen und Atemwege sind aus mehreren unterschiedlichen Zelltypen aufgebaut. Das erschwert es, mit Hilfe von Stammzellen Ersatzgewebe zu erzeugen, das für eine Transplantation geeignet ist. Amerikanische Mediziner sind diesem Ziel jetzt einen großen Schritt näher gekommen: Sowohl aus menschlichen embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) als auch aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) konnten sie mindestens sechs verschiedene Zelltypen anzüchten, die Oberflächen von Luftröhre, Bronchien und Lungenbläschen auskleiden. Entsprechende Zellkulturen ermöglichen es auch, Ursachen von Lungenkrankheiten im Labor zu untersuchen und neue Therapien zu entwickeln, schreiben die Forscher im Fachjournal „Nature Biotechnology”.

„Bis zur klinischen Anwendung wird es zwar noch viele Jahre dauern. Aber jetzt können wir uns Lungentransplantationen vorstellen, für die wir aus Hautzellen des Patienten funktionsfähiges Lungengewebe erzeugen“, sagt Hans-Willem Snoeck von der Columbia University in New York. Anstatt die Lunge eines Spenders direkt zu verpflanzen, müssten bei einer sogenannten autologen Lungentransplantation zunächst sämtliche Zellen der Spenderlunge entfernt werden, so dass nur noch die Gerüstsubstanz übrig bleibt. In dieser würde man dann im Labor neue Zellen wachsen lassen, die aus iPS-Zellen des jeweiligen Patienten hervorgegangen sind. Daher käme es nach der Transplantation nicht zu den sonst einsetzenden Abstoßungsreaktionen des Immunsystems. Für die bisher praktizierte Form der Lungenverpflanzung seien die Erfolgsaussichten vergleichsweise schlecht, so Snoeck.

In ihren Experimenten gingen die Forscher sowohl von verschiedenen Zelllinien menschlicher ES-Zellen als auch von iPS-Zellen aus, die aus Hautzellen erzeugt werden können. Durch spezielle Zusätze im Nährmedium bildeten sich daraus Vorläuferzellen, die sich bei weiterer Kultivierung oder nach Übertragung in immundefekte Mäuse zu den meisten Typen von Lungenzellen weiterentwickelten. Insbesondere ließen sich schließlich auch solche Zellen nachweisen, die für den Gasaustausch in den winzigen Lungenbläschen, den Alveolen, notwendig sind. Die neue Methode zur Anzucht von Lungenzellen erleichtert es zudem, nach neuen Medikamenten zu suchen, um bisher unheilbare Lungenkrankheiten zu behandeln.