Im Rahmen des Human Cell Atlas-Projekts, einem der weltweit größten Abschlussforschungsprogramme auf dem Gebiet der Biologie, wurde herausgefunden, wie der menschliche Körper aus Stammzellen Hautzellen herstellt. Wissenschaftlern ist es gelungen, in einer Laborumgebung kleine Mengen menschlicher Haut herzustellen.
Es wird angenommen, dass die Forschungsergebnisse dazu beitragen können, die Hautalterung zu verzögern.
Es wird jedoch angegeben, dass es bei der Zellproduktion zur Hauttransplantation und zur Narbenprävention eingesetzt werden kann.
Das Projekt „Human Cell Atlas“ zielt darauf ab, zu verstehen, wie jedes Modul des menschlichen Körpers Zelle für Zelle gebildet wird.
Zentrum des internationalen Projekts ist das Wellcome Sanger Institute der University of Cambridge.
Einer der Leiter des Projekts, Prof. Muzlifah Haniffa sagte, zu ihrer Arbeit gehöre die wirksamere Behandlung von Krankheiten; Er sagte auch, dass es dabei helfen könnte, neue Wege zu finden, um Menschen länger gesünder und noch jünger zu halten.
„Wenn wir die Haut manipulieren und der Alterung vorbeugen können, werden wir weniger Falten haben.
„Wenn wir die Veränderungen in Zellen von ihrer Primärentwicklung bis zum Altern im Erwachsenenalter verstehen können, können wir Folgendes fragen und ausprobieren: ‚Wie können wir die Organe revitalisieren, das Herz und die Haut verjüngen?‘“
Es scheint für Forscher nicht möglich zu sein, dieses Stadium in naher Zukunft zu erreichen, aber sie haben Fortschritte beim Verständnis gemacht, wie sich Hautzellen beim Fötus im Mutterleib entwickeln.
Bei der ersten Befruchtung einer Eizelle sind alle Zellen untereinander identisch. Doch nach drei Wochen werden bestimmte Gene in speziellen Zellen, sogenannten „Stammzellen“, aktiviert und produzieren Anweisungen. Damit beginnt der Prozess der Montage und Spezialisierung zur Bildung der Gliedmaßen des Körpers.
Forscher haben herausgefunden, welche Gene zu welchen Zeiten und an welchen Stellen aktiviert werden, um die Haut, das größte Organ des Körpers, zu bilden.
Diese können unterschieden werden, wenn sie mit bestimmten Chemikalien unter dem Mikroskop gefärbt werden.
Die Gene, die sich orange färben, bilden die Hautoberfläche. Gelbe Farben bestimmen die Hautfarbe. Abgesehen davon gibt es noch viele andere Gene, die Haare wachsen lassen, uns schwitzen lassen und andere Strukturen schaffen, die uns vor der Außenwelt schützen.
Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie enthüllte die Befehlssequenz, die Stammzellen zur Herstellung menschlicher Haut verwenden. Die Lektüre dieser Anleitung eröffnet spannende Möglichkeiten.
Wissenschaftler wissen bereits, dass sich die Haut des Fötus glättet, ohne Narben zu hinterlassen.
Die neu entdeckte Befehlssequenz beschreibt detailliert, wie dies geschieht. Der nächste Forschungsbereich könnte darin bestehen, dies in der Haut von Erwachsenen zu reproduzieren, um es bei chirurgischen Eingriffen zu verwenden.
Ein weiterer wichtiger Durchbruch war die Entdeckung, dass Immunzellen eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Blutgefäßen in der Haut spielen. Anschließend konnten sie diese Anweisungen im Labor nachahmen.
Sie stellten künstliche Haut aus Stammzellen her, indem sie Chemikalien verwendeten, die Gene in Echtzeit und am richtigen Ort aktivieren und deaktivieren.
Bisher haben sie kleine Hautschnitte produziert und daraus sind kleine Federn gewachsen.
Prof. Laut Haniffa besteht das ultimative Ziel darin, die Technik zu perfektionieren.
„Wenn wir wissen, wie menschliche Haut hergestellt wird, können wir sie durch Gewebetransplantation bei Verbrennungspatienten verwenden.
„Oder wenn wir Haarfollikel erzeugen können, können wir Menschen mit Glatze dazu bringen, Haare wachsen zu lassen“, sagt er.
Mithilfe der Haut im Labor lässt sich auch die Entstehung erblicher Hauterkrankungen verstehen und mögliche neue Behandlungsmethoden testen.
Anweisungen zum Aktivieren und Deaktivieren von Genen werden an den sich entwickelnden Embryo gesendet und bleiben nach der Geburt bis ins Erwachsenenalter bestehen, wodurch die Entwicklung aller verschiedenen Organe und Gewebe ermöglicht wird.
Das Human Cell Atlas-Projekt hat in den acht Jahren seit Beginn 100 Millionen Zellen aus verschiedenen Körperteilen analysiert. Er fertigte Entwürfe von Atlanten des Gehirns und der Lunge an. Forscher untersuchen Niere, Leber und Herz.
Laut Sarah Teichmann, Professorin an der Universität Cambridge, einer der Gründerinnen und Präsidenten des Human Cell Atlas Consortium, besteht der nächste Schritt darin, verschiedene Atlanten zusammenzuführen.
„Es ist unglaublich spannend, weil es uns neue Einblicke in die Physiologie und Anatomie verschafft und unser Verständnis des Menschen erweitert.
Genetische Anweisungen zum Aufbau anderer Körperteile werden in den kommenden Wochen und Monaten veröffentlicht. bis wir endlich ein vollständigeres Bild davon hatten, wie Menschen geschaffen sind.
T24