Die Wissenschaftler züchteten Mini-Bauchspeicheldrüsen aus Mauszellen in der Petrischale. Solche dreidimensionalen Gebilde nennt man Organoide. „Sogenannte Bauchspeicheldrüsenorganoide können je nach Medium entweder große kugelförmige Lumen oder enge, komplexe, miteinander verbundene Lumenstrukturen bilden“, erklärt Byung Ho Lee, Hauptautor der Studie. Als Lumen bezeichnen Forschende die mit Flüssigkeit gefüllten Hohlräume in Organen.
Drei Faktoren bestimmen die Form
Das Team kombinierte Experimente mit Computersimulationen und fand heraus, wovon die Form dieser Hohlräume abhängt. Drei Faktoren wirken dabei zusammen: Erstens die Geschwindigkeit, mit der die Zellen wachsen, zweitens der Druck im Inneren der Lumen und drittens die Durchlässigkeit des umgebenden Gewebes.Durch gezielte Eingriffe veränderten die Forschenden diese Parameter. Sie setzten chemische Wirkstoffe ein, die Zellwachstum und Druck beeinflussen. Zeigte sich ein geringerer Druck bei gleichzeitig starkem Zellwachstum, entstanden komplexe, sternförmige Strukturen. Diese ähneln den verzweigten Kanälen einer echten Bauchspeicheldrüse. Der Druck bleibt niedrig, weil das umgebende Gewebe durchlässig ist und Flüssigkeit entweichen kann.
Ansatzpunkte für neue Therapien
Die Ergebnisse könnten über die Bauchspeicheldrüse hinaus Bedeutung haben. Ähnliche Mechanismen dürften auch bei anderen Organen mit verzweigten Kanalsystemen eine Rolle spielen. Zudem bietet das Modellsystem neue Ansatzpunkte, um die Entstehung von Erkrankungen besser zu verstehen und die Wirkung von Medikamenten gezielt zu testen.An der Studie beteiligten sich neben dem Dresdner Team Forschende der Universität Tokio, des Instituts für Physik der Academia Sinica in Taiwan sowie des Instituts de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire in Frankreich.
