Lego spielen mit Zellen

Die Grundidee des DNA-programmed assembly of cells (DPAC) besteht darin, Zellen an der äußeren Membran mit einzelsträngigen DNA-Fragmenten zu markieren, die als Barcode für die Platzierung der Zellen im Gewebeverband fungieren. Wenn Zellen, die mit jeweils komplementären Strängen ausgestattet sind, miteinander inkubiert werden, hybridisiert die DNA und verbindet somit die Zellen. Ist eine Zelle mit verschiedenen DNA-Strängen ausgestattet, kann sie mehrere Bindungen mit unterschiedlich markierten Zellen eingehen. Mit dieser Methode lassen sich – vergleichbar einem Lego-Baukasten – definierte Zellverbände Schicht für Schicht aufbauen. In einem letzten Schritt wird die 3-D-Struktur mit extrazellulärer Matrix ausgegossen. Darin enthaltene DNasen entfernen die DNA und fixieren den Zellverband. Die Zellen zeigten nach dem Zusammenbau eine Viabilität von 97%.

Der Aufbau von Gewebe gelang mit neuronalen Zellen, Epithel- und Endothelzellen sowie Fibroblasten und Lymphozyten.

Da sich mit der neuen Methode Parameter wie Größe, Form und Zusammensetzung des synthetisierten Ge­webes kontrollieren lassen, kann der Einfluss einzelner Parameter auf das Verhalten des gesamten Zellverbands untersucht werden.

In einem ersten Versuch synthetisierten die Forscher Gewebe aus Brustepithelzellen und analysierten, wie sich der Einbau einzelner maligner Zellen auswirkte. Es zeigte sich, dass der Verbund mit Zellen, die das Ras-Oncogen exprimieren, auch bei gesunden Zellen ein verstärktes Wachstum bewirkte.

Ausgehend von diesen vergleichsweise einfachen Geweben wollen die Forscher in Zukunft komplexere Strukturen nachbauen. Geplant sind Modelle von Lungen-, Nieren- und Gehirngewebe. |