Nachrichten | Erstes menschliches Brust-Laktationsmodell vorgestellt: ETH Zürich druckt mit 3D ein "Mini-Brustmilchwerk"
Obwohl menschliche Muttermilch eine natürliche, auf Säuglinge zugeschnittene "Super-Nährstofflösung" ist, weiß die Wissenschaft überraschend wenig über ihre Synthese in der Brustdrüse. Ein von Professorin Marcy Zenobi-Wong, Leiterin des Lehrstuhls für Tissue Engineering und Biofabrikation an der ETH Zürich in der Schweiz, geleitetes Forschungsteam entwickelte ein 3D-gedrucktes Modell menschlichen Brustgewebes, das im Labor Milch produzieren kann.
Dieser Erfolg bietet eine Plattform zur Untersuchung der Milchproduktion und könnte neue Wege für die Erforschung von Stillstörungen, Arzneimittelsicherheit, Brustkrebsmechanismen und weiteren Fragen eröffnen.
Aus Muttermilchzellen ein Miniaturmodell einer "milchbildenden" Brustdrüse erstellen
Das Team entnahm der Muttermilch natürlich vorkommende Epithelzellen der Brustdrüse. Diese stammen aus dem Gewebe der laktierenden Brustdrüse und werden mit der Milch abgestoßen. In einem speziellen 3D-Biodruckverfahren wurden die Zellen in eine dreidimensionale Struktur eingesät, die die Milchgänge nachahmt, und reproduzierten so wichtige Strukturen der menschlichen Brustdrüse im Labor.
Die Technologie heißt volumetrischer Biodruck: Laser bestrahlen ein flüssiges Gel aus verschiedenen Winkeln. Erhalten bestimmte Bereiche genügend Licht, härtet das Material binnen Sekunden gezielt aus und bildet kleine Strukturen, die Milchbläschen und Milchgängen ähneln.
Das Druckmaterial stammt aus einem Extrakt der Rinderbrustdrüse. Seine biologischen Bestandteile ähneln denen der menschlichen Brustdrüse und eignen sich als "Wachstumsbett" für die Zellen. Die Forschenden beobachteten, dass die Epithelzellen im Modell typische Milchbestandteile wie Beta-Kasein und Milchfettkügelchen abzusondern begannen.
"Anfangs wussten wir nicht, ob diese Zellen überhaupt wachsen, geschweige denn Milch produzieren können", sagte Amelia Hasenauer, Doktorandin und Erstautorin der Studie. "Nach vielen Versuchen fanden wir die geeigneten Kulturbedingungen. Viele Kollegen waren überrascht, dass diese Muttermilchzellen zu Gewebe heranwachsen konnten."
Keine künstliche Milch herstellen, sondern Grundlagenforschung ermöglichen
Obwohl das Modell einige Milchbestandteile produziert, betonte Professorin Zenobi-Wong, dass ihr Ziel nicht die Herstellung künstlicher Muttermilch ist.
"Milch ist äußerst komplex und enthält Hunderte von Stoffen – von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten bis zu Immunzellen und Mikroorganismen. Bisher haben wir nur den ersten Schritt getan", bemerkte sie.
Hasenauer ergänzte: "Die Bedeutung dieses Modells liegt darin, dass wir erstmals das Verhalten milchbildender Zellen außerhalb des Körpers beobachten und kontrollieren können. Ich kenne viele Frauen mit Stillproblemen, und dieses Modell könnte künftig helfen, die Ursachen zu finden."
Das Modell kann die Auswirkungen von Arzneimitteln und Chemikalien auf die Laktation untersuchen und auf Brustkrebsforschung sowie Gewebereparatur ausgeweitet werden. Der nächste Schritt sei laut Zenobi-Wong, die Druckeffizienz zu verbessern, um mehr Laktationsdaten für Hochdurchsatzanalysen zu sammeln.
Aus Muttermilchzellen gewonnenes Modell eröffnet neue Wege für die Gesundheitsforschung bei Frauen
Die Arbeit zeigt auch Lücken in der Forschung zur weiblichen Physiologie. "Von Endometriose und postpartaler Mastitis bis zu Unfruchtbarkeit … Zu viele Gesundheitsprobleme von Frauen wurden zu lange vernachlässigt", sagte Professorin Zenobi-Wong. Im Vergleich zu Tierversuchen oder invasiver Probenentnahme hat der Ansatz ihres Teams, Modelle aus "natürlich ausgeschiedener Körperflüssigkeit" – Brustzellen aus Muttermilch – zu erstellen, eine niedrigere ethische Hürde, ist einfach und liefert authentische, kontrollierbare Daten. Dies könnte die Gesundheitsforschung bei Frauen grundlegend verändern.
Sie und ihr Team hoffen, dass das Modell nicht nur die Forschung zu den Mechanismen der Laktation voranbringt, sondern auch mehr wissenschaftliche Aufmerksamkeit und Ressourcen für lange vernachlässigte körperliche Prozesse von Frauen bringt.
Nachrichten | Erstes menschliches Laktationsmodell: ETH Zürich druckt ein Milch produzierendes System im 3D-Druck
Nachrichten | Erstes menschliches Brust-Laktationsmodell vorgestellt: ETH Zürich druckt mit 3D ein "Mini-Brustmilchwerk"
Obwohl menschliche Muttermilch eine natürliche, auf Säuglinge zugeschnittene "Super-Nährstofflösung" ist, weiß die Wissenschaft überraschend wenig über ihre Synthese in der Brustdrüse. Ein von Professorin Marcy Zenobi-Wong, Leiterin des Lehrstuhls für Tissue Engineering und Biofabrikation an der ETH Zürich in der Schweiz, geleitetes Forschungsteam entwickelte ein 3D-gedrucktes Modell menschlichen Brustgewebes, das im Labor Milch produzieren kann.
Dieser Erfolg bietet eine Plattform zur Untersuchung der Milchproduktion und könnte neue Wege für die Erforschung von Stillstörungen, Arzneimittelsicherheit, Brustkrebsmechanismen und weiteren Fragen eröffnen.
Aus Muttermilchzellen ein Miniaturmodell einer "milchbildenden" Brustdrüse erstellen
Das Team entnahm der Muttermilch natürlich vorkommende Epithelzellen der Brustdrüse. Diese stammen aus dem Gewebe der laktierenden Brustdrüse und werden mit der Milch abgestoßen. In einem speziellen 3D-Biodruckverfahren wurden die Zellen in eine dreidimensionale Struktur eingesät, die die Milchgänge nachahmt, und reproduzierten so wichtige Strukturen der menschlichen Brustdrüse im Labor.
Die Technologie heißt volumetrischer Biodruck: Laser bestrahlen ein flüssiges Gel aus verschiedenen Winkeln. Erhalten bestimmte Bereiche genügend Licht, härtet das Material binnen Sekunden gezielt aus und bildet kleine Strukturen, die Milchbläschen und Milchgängen ähneln.
Das Druckmaterial stammt aus einem Extrakt der Rinderbrustdrüse. Seine biologischen Bestandteile ähneln denen der menschlichen Brustdrüse und eignen sich als "Wachstumsbett" für die Zellen. Die Forschenden beobachteten, dass die Epithelzellen im Modell typische Milchbestandteile wie Beta-Kasein und Milchfettkügelchen abzusondern begannen.
"Anfangs wussten wir nicht, ob diese Zellen überhaupt wachsen, geschweige denn Milch produzieren können", sagte Amelia Hasenauer, Doktorandin und Erstautorin der Studie. "Nach vielen Versuchen fanden wir die geeigneten Kulturbedingungen. Viele Kollegen waren überrascht, dass diese Muttermilchzellen zu Gewebe heranwachsen konnten."
Keine künstliche Milch herstellen, sondern Grundlagenforschung ermöglichen
Obwohl das Modell einige Milchbestandteile produziert, betonte Professorin Zenobi-Wong, dass ihr Ziel nicht die Herstellung künstlicher Muttermilch ist.
"Milch ist äußerst komplex und enthält Hunderte von Stoffen – von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten bis zu Immunzellen und Mikroorganismen. Bisher haben wir nur den ersten Schritt getan", bemerkte sie.
Hasenauer ergänzte: "Die Bedeutung dieses Modells liegt darin, dass wir erstmals das Verhalten milchbildender Zellen außerhalb des Körpers beobachten und kontrollieren können. Ich kenne viele Frauen mit Stillproblemen, und dieses Modell könnte künftig helfen, die Ursachen zu finden."
Das Modell kann die Auswirkungen von Arzneimitteln und Chemikalien auf die Laktation untersuchen und auf Brustkrebsforschung sowie Gewebereparatur ausgeweitet werden. Der nächste Schritt sei laut Zenobi-Wong, die Druckeffizienz zu verbessern, um mehr Laktationsdaten für Hochdurchsatzanalysen zu sammeln.
Aus Muttermilchzellen gewonnenes Modell eröffnet neue Wege für die Gesundheitsforschung bei Frauen
Die Arbeit zeigt auch Lücken in der Forschung zur weiblichen Physiologie. "Von Endometriose und postpartaler Mastitis bis zu Unfruchtbarkeit … Zu viele Gesundheitsprobleme von Frauen wurden zu lange vernachlässigt", sagte Professorin Zenobi-Wong. Im Vergleich zu Tierversuchen oder invasiver Probenentnahme hat der Ansatz ihres Teams, Modelle aus "natürlich ausgeschiedener Körperflüssigkeit" – Brustzellen aus Muttermilch – zu erstellen, eine niedrigere ethische Hürde, ist einfach und liefert authentische, kontrollierbare Daten. Dies könnte die Gesundheitsforschung bei Frauen grundlegend verändern.
Sie und ihr Team hoffen, dass das Modell nicht nur die Forschung zu den Mechanismen der Laktation voranbringt, sondern auch mehr wissenschaftliche Aufmerksamkeit und Ressourcen für lange vernachlässigte körperliche Prozesse von Frauen bringt.
Quelle der Meldung:
Aus dem Internet zusammengetragen