Vaskularisierte Mini-Bauchspeicheldrüsen: Neuer Ansatz für die Diabetesforschung
Max Delbrück Center | Kommunikation: Gunjan Sinha
Ein Forschungsteam um Professorin Maike Sander, wissenschaftliche Vorständin des Max Delbrück Centers, hat ein neuartiges Modell von Mini-Bauchspeicheldrüsen entwickelt. Das aus menschlichen Stammzellen gezüchtete, mit Blutgefäßen durchzogene Organoid bildet die insulinproduzierenden Langerhansinseln realitätsnah nach. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Developmental Cell, ebnen den Weg für Fortschritte in der Diabetesforschung und bei zellbasierten Therapien.
Reifere Zellen dank Blutgefäßen
Zum ersten Mal gelang es, Langerhansinseln als vaskularisierte Organoide aus pluripotenten Stammzellen zu züchten. Diese enthalten unter anderem Betazellen, die Insulin produzieren. Die Forscherinnen und Forscher stellten fest: Organoide mit Blutgefäßen produzierten deutlich mehr Insulin und enthielten reifere Betazellen als ihre nicht-vaskularisierten Gegenstücke. Damit kommen sie dem natürlichen Zustand im Körper wesentlich näher.
„Unsere Arbeit zeigt, wie zentral das Gefäßsystem für die Reifung und Funktion der Inselzellen ist“, so Sander. „Dieses Modell verbessert die Nachbildung der natürlichen Bauchspeicheldrüsen-Umgebung entscheidend – ein wichtiger Schritt für neue Therapieansätze.“
Fünf Jahre Entwicklungsarbeit
Die Forscher integrierten menschliche Endothelzellen und Fibroblasten in die Organoide und testeten verschiedene Zellkulturmedien, bis sich stabile Blutgefäße bildeten. Diese unterstützten die Reifung der Betazellen auf zweifache Weise: durch den Aufbau einer extrazellulären Matrix und durch die Ausschüttung des knochenmorphogenetischen Proteins (BMP), das die Zellreifung anregt.
Durch den Einsatz von Mikrofluidik-Chips konnte zusätzlich eine aktive Nährstoffversorgung simuliert werden – mit weiterem Reifungsgewinn für die Betazellen.
Funktion im lebenden Organismus bestätigt
In Tierversuchen zeigten sich vaskularisierte Organoide auch nach Transplantation deutlich leistungsfähiger. Diabetische Mäuse, die diese Transplantate erhielten, produzierten mehr Insulin – einige waren nach 19 Wochen sogar symptomfrei.
Ein Modell für Typ-1-Diabetes
Aktuell nutzt das Team die vaskularisierten Organoide zur Erforschung von Typ-1-Diabetes. Dabei werden Mini-Bauchspeicheldrüsen aus Zellen von Patient*innen auf Mikrofluidik-Chips mit deren Immunzellen kombiniert. Ziel ist es, die Mechanismen der Zerstörung von Betazellen durch das Immunsystem besser zu verstehen.
„Mit unserem Modell kommen wir der Realität im menschlichen Körper deutlich näher. Das kann helfen, neue, wirksamere Therapien zu entwickeln“, sagt Sander.
Hintergrund: Max Delbrück Center
Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft forscht an der Medizin der Zukunft. Interdisziplinäre Teams arbeiten an mehreren Standorten daran, Krankheitsmechanismen auf Systemebene zu entschlüsseln – vom Molekül bis zum Organismus – und wissenschaftliche Erkenntnisse in praktische Anwendungen zu überführen.
Kontakt:
Prof. Maike Sander
Wissenschaftliche Vorständin und Leiterin der Arbeitsgruppe „Pancreatic Organoid Research and Disease Modeling“
✉️ Maike.Sander@mdc-berlin.de
Originalpublikation:
Yesl Jun, Kim Vy et al. (2025): Engineered vasculature induces functional maturation of pluripotent stem cell-derived islet organoids. Developmental Cell. DOI: 10.1016/j.devcel.2025.04.024
Original Beitrag: https://idw-online.de/de/news852488
