BMBF fördert Diabetesforschung auf Pankreas-Chip

09.02.2017

Das Bundeministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in den kommenden drei Jahren das neue Konsortium "PancChip", welches am Helmholtz Zentrum München koordiniert und teilweise durchgeführt wird. Ziel ist es, Kultur und Differenzierung von Stammzellen zu funktionalen Beta-Zellen auf einem Chip weiterzuentwickeln und so Fragestellungen zur Entstehung und Therapie von Diabetes und anderen Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse zu lösen. Die Gesamtfördersumme von 1,5 Millionen Euro wird unter den beteiligten Partnern gedrittelt.

Bild: Herstellung der Pankreas-Chips; Copyright: Matthias Meier, Universität Freiburg

Labor im Miniaturmaßstab: Die Chips, auf denen sich Pankreaszellen züchten lassen, sind so groß wie eine Daumenkuppe; © Matthias Meier, Universität Freiburg

Bei verschiedenen Typen von Diabetes, werden die Insulin produzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse zerstört. Als Behandlungsmöglichkeit für diesen Fall rücken vermehrt Ersatz- und Regenerationstherapien ins Blickfeld der Wissenschaft. Die Idee dahinter: Stammzellen, also Zellen, die sich in andere Zelltypen entwickeln können, als Quelle für Insulin produzierende Beta-Zellen zu nutzen.

"Leider verfügen wir aber noch nicht über ein ausreichendes Verständnis der Signale und Faktoren, welche die Programmierung der Stammzellen steuern", erklärt Prof. Dr. Heiko Lickert, Direktor des Instituts für Diabetes- und Regenerationsforschung (IDR) am Helmholtz Zentrum München und Inhaber des Lehrstuhls für Betazellbiologie an der Technischen Universität München (TUM). Er wird das Projekt zusammen mit Dr. Matthias Meier von der Universität Freiburg koordinieren und leiten. Ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist Prof. Dr. Alexander Kleger, Oberarzt an der Ulmer Universitätsklinik für Innere Medizin I.

Gemeinsam wollen die Wissenschaftler mehrere Zellkulturmodelle im Chip-Format entwickeln, um zu untersuchen, welche Faktoren die Entwicklung der Stammzellen in endokrine und exokrine Zelllinien steuern und wie sie das tun. Dafür wachsen die Zellen auf einem Trägermaterial (dem Chip) und die darüber liegenden Flüssigkeiten (Nährmedium mit und ohne zusätzliche Substanzen) werden durch miniaturisierte, pneumatische Ventile gesteuert. Angeschlossen sind zudem Analysemethoden, um die Reaktion der Zellen umfassend zu dokumentieren.

Ein 3D-Modellsystem soll im nächsten Schritt sogenannte Organoide – also Miniorgane – hervorbringen, um Krankheitsprozesse zu untersuchen. "Durch diese 'Organoid-Klinik' können wir Wirkstoffe unter standardisierten Bedingungen testen und die Reaktion von Patienten-Material auf Therapieoptionen untersuchen", so Projektleiter Lickert. Die Münchner Forscher werden sich dabei vor allem auf die Modellierung von Diabetes spezialisieren, während in Ulm an chronischen Entzündungen der Bauchspeicheldrüse (Pankreatitis) geforscht werden soll.

Langfristig soll sich das Projekt in drei Richtungen bezahlt machen: wissenschaftlich möchte das Konsortium die Biologie hinter den Pankreas-Krankheiten erschließen und mögliche Eingriffspunkte identifizieren. Klinisch steht die Entwicklung von Beta-Zellersatztherapie und damit langfristig der Heilung des Diabetes mellitus im Mittelpunkt der Arbeiten. Und nicht zuletzt soll auch wirtschaftlich ein Nutzen aus dem Projekt entstehen: Auf Sicht sollen die Forschungsergebnisse von einem Start-up-Unternehmen verwertet werden. Denkbar wären hier der Chip selbst zur möglichen Produktion von Betazellen aus Stammzellen, eine Hochdurchsatz-Screening-Plattform für Chemotherapeutika mit Wirksamkeit auf Bauchspeicheldrüsenzellen oder auch als neuartiges Instrument zur individualisierten Vorab-Testung von Therapieoptionen an Patientenmaterial.

COMPAMED.de; Quelle: Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
Mehr über das Helmholtz Zentrum München unter: www.helmholtz-muenchen.de