Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin

Die Identifizierung peripherer neuraler Stammzellen könnte die Behandlung von Parkinson und Rückenmarksverletzungen verändern

Max-Planck Forscher entdecken dritten vaskulären Akteur des Knochenumbaus

Zeitlebens wachsende Blutgefäße im Schädelknochen fördern die Bildung von Blutzellen

Mit einem neuen Verfahren lässt sich prognostizieren, wie eine Krebserkrankung verlaufen wird

Neue Mikroskopiemethode macht Unterschiede zwischen Schädel- und Röhrenknochen sichtbar

Hautzellen, Leberzellen, Nervenzellen – der menschliche Körper besteht aus vielen Zelltypen. Hans Schöler und sein Team am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster haben es geschafft, aus diesen Spezialisten wieder teilungsfähige Generalisten zu machen. Diese können unterschiedliche Zelltypen hervorbringen und sich zu organähnlichen Strukturen entwickeln, etwa zu sogenannten Gehirnoiden. Daran untersuchen die Wissenschaftler grundlegende Abläufe im menschlichen Gehirn und die Entstehung von Krankheiten wie Parkinson.

Die Diagnose von Krebserkrankungen stellt eine große medizinische Herausforderung dar, da die derzeitigen Methoden zeitaufwendig, manuell und in ihrer Genauigkeit begrenzt sind. Wir haben einen KI-basierten Bildanalyseansatz entwickelt, um Tumore und umliegendes Gewebe mit Einzelzellauflösung zu analysieren. Mit patientenspezifischen zellulären „Fingerabdrücken“ konnten wir zeigen, dass die Kombination bestimmter Merkmale auf eine schlechtere Prognose und Therapieresistenz hinweist.  Diese Ergebnisse weisen auf neue Ansatzpunkte für eine verbesserte Diagnostik und Therapie hervor.

Der Verlust von Knochenmasse ist ein wichtiger Aspekt des Alterns und kann die Krankheit Osteoporose verursachen. Forschungsergebnisse zeigen, dass Blutgefäße eine zentrale Rolle bei der Bildung und dem Erhalt von Knochensubstanz spielen. Während einige Blutgefäße die Bildung von neuem Knochen fördern, regulieren andere das Gleichgewicht zwischen knochenbildenden und knochenabbauenden Zellen. Die Blutgefäße im Skelettsystem und deren Funktion verändern sich mit zunehmendem Lebensalter grundlegend.

Bei der Atherosklerose kommt es an undichten Stellen in der Endothelzellschicht von Arterien zum Eindringen und zur Ablagerung von Fettpartikeln in die Arterienwand. Dies geschieht bevorzugt an Stellen, wo der Blutfluss durch Gefäßkrümmungen oder Abzweigungen verlangsamt und turbulent ist, während in langen, geraden Abschnitten die schnelle, laminare Strömung solche Prozesse verhindert. Wir konnten zeigen, wie schneller, laminarer Blutstrom die Leckage von Endothel unterbindet und wie man die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zur Vermeidung von Atherosklerose nutzen kann.

Die Implantation künstlicher Gewebe kann nur erfolgreich sein, wenn die entsprechenden Materialien das Hineinwachsen von Blutgefäßen ausgehend vom umliegenden Gewebe unterstützen. Um die dafür erforderlichen Materialeigenschaften zu bestimmen, haben wir das erste Zellkulturmodell entwickelt, das die natürliche Bildung von Blutgefäßen innerhalb eines künstlichen Gewebemodells mit unabhängig voneinander kontrollierbaren Parametern nachahmt.

Frühe Stadien von Säugetier-Embryonen sind in der Lage, in einen Ruhezustand (Diapause) einzutreten und ihre Entwicklung zu verlangsamen, wenn es die Bedingungen erfordern. Überraschenderweise stellten wir fest, dass diese scheinbar "schlafenden" Embryonen während der Stasis eine dynamische Zell-Zell-Kommunikation und eine sich umformende Gewebearchitektur aufweisen, die für die Aufrechterhaltung der embryonalen Entwicklungsfähigkeiterforderlich sind.