Forscher der Uni Heidelberg und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich ein komplexes menschliches Blutgefäßsystem in der Maus erzeugen lässt. Damit können sie den Einfluss von Tumoren auf das intakte menschliche Blutgefäßsystem untersuchen und Wirkstoffe für die Therapie testen.
Menschliches Blutgefäßsystem in der Maus etabliert<% image name="Blutgefaesse_in_der_Maus" %><p>
<small> 3D-Rekonstruktion eines Blutgefäßsystems aus menschlichen Gefäßwandzellen in der Maus 20 Tage nach der Injektion der Sphäroide. Aufgenommen mit einem konfokalen Mikroskop, grün eingefärbt. </small>
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<td width="120"></td><td> <b>Die Neubildung von Blutgefäßen</b> (Angiogenese) ist eine Achillesferse des Tumorwachstums. Denn ohne die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen sind Tumoren nicht lebensfähig. Seit einigen Jahren werden deshalb Stoffe, die diesen Prozess unterdrücken - die Angiogenese-Hemmer - in der Krebstherapie verwendet. </td>
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Das nun vom Team um Hellmut Augustin entwickelte Verfahren basiert auf der Beobachtung, dass sich isolierte Gefäßwandzellen (Endothelzellen) in der Zellkultur spontan zu Aggregaten (Sphäroiden) zusammenlagern. "Einzelne, in Suspension schwimmende Gefäßwandzellen sind dazu verdammt zu sterben - der Zusammenschluss in den Sphäroiden stabilisiert sie", so Augustin.
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<small> Die 3D-Analyse der ausgebildeten Blutgefäße zeigt, dass Wachstumsfaktoren wie der Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF2) die Ummantelung der neu gebildeten Blutgefäße (grün) mit glatten Muskelzellen (rot) wirksam fördert. </small>
Abdullah Alajati und Anna Laib ist es gelungen, die Sphäroide, eingebettet in eine Gelmatrix, unter die Haut von Mäusen zu spritzen und mittels Wachstumsfaktoren die Bildung eines Netzwerks menschlicher Blutgefäße anzuregen.
Das Immunsystem der Mäuse war unterdrückt und daher unfähig, die körperfremden Zellen abzustoßen. "Die neu gebildeten Blutgefäße bestehen ausschließlich aus menschlichen Gefäßwandzellen", erklärt Laib. "An den Rändern der Matrix nehmen die menschlichen Gefäßwandzellen Kontakt zu denen der Maus auf. So wird das transplantierte menschliche Gefäßsystem an die Blutzirkulation der Maus angeschlossen."
Das Verfahren bietet experimentellen Freiraum und kann Antworten auf verschiedene Fragen der gefäßbiologischen Forschung liefern: Die Wissenschaftler können die Gefäßwandzellen vor der Transplantation genetisch manipulieren, um die Bildung der Gefäßnetze zu untersuchen. Zudem ist es möglich, die Wirkung pharmakologischer Substanzen zu prüfen - die an der Studie beteiligte Freiburger <a href=http://www.proqinase.com>ProQinase</a> führt solche Versuche bereits durch. "Selbst für die Herstellung künstlicher Gewebe ist die Methode interessant", sagt Augustin, "denn beim Einsatz künstlicher Ersatzgewebe ist es bisher schwierig gewesen, ein funktionierendes Blutgefäßsystem herzustellen, das die Gewebekonstrukte ausreichend versorgt."
<small> Abdullah Alajati, Anna M Laib, Holger Weber, Anja M Boos, Arne Bartol, Kristian Ikenberg, Thomas Korff, Hanswalter Zentgraf, Cynthia Obodozie, Ralph Graeser, Sven Christian, Günter Finkenzeller, G Björn Stark, Mélanie Héroult & Hellmut G Augustin: Spheroid-based engineering of a human vascula¬ture in mice. Nature Methods, April 2008. </small>
