Charakterisierung von Darmstammzellen (BIODIGE)

Darmorganoide sind 3D-Minidärme, die in vitro basierend auf den Fähigkeiten von Darmstammzellen (ISC) hergestellt werden. Diese Organoide enthalten alle Darmepithelzellen. Die Erneuerung der beiden Arten von ISCs, die am Boden der Darmkrypten vorhanden sind, wird durch den Wnt/APC/beta-Catenin-Weg gesteuert. Mutationen von Genen, die an diesem Signalweg beteiligt sind, werden in intestinalen Polyposen wie der familiären adenomatösen Polyposis (FAP-, APC-Gen) gefunden.

Dieses Modell ist von Interesse, um frühe pathophysiologische Ereignisse zu untersuchen, die im Darmepithel im Zusammenhang mit FAP und entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) auftreten. Eine übermäßige Proliferation oder eine abnormale Heilung wird bei FAP bzw. IBD gefunden. Die Ermittler stellten die Hypothese auf, dass es sich speziell um einen der beiden ISCs handeln könnte. Kolumnäre Basalzellen (CBC) und ISC, die sich an der +4-Position vom Boden der Krypta (ISC+4) befinden, können sich beide in absorptive oder sekretorische Darmepithelzellen differenzieren. CBC und ISC+4 könnten jedoch unterschiedliche Stoffwechsel-, Migrations- oder Stressüberlebensfunktionen haben.

Die Forscher entwarfen eine monozentrische Pilotstudie zur Entwicklung intestinaler Organoide aus endoskopischen Biopsien von IBD (Crohn und Colitis ulcerosa), FAP-Patienten und gesunden Kontrollpersonen. Die Forscher planen, die morphologischen Eigenschaften von Organoiden, die Expression von Genen und Proteinen des Wnt/APC/beta-Catenin-Signalwegs in beiden ISC zu untersuchen. Außerdem wird die Expression von Schlüsselgenen der Tumorinitiation (PTEN, BMPR1A, p53 und KRAS) und Entzündungsparametern (Zytokine und Lipidmediatoren) untersucht.

Die Ergebnisse dieser Studie könnten das Verständnis der Darmerneuerung verbessern. Später könnten CED- und FAP-Patienten von der Entwicklung neuer Medikamente profitieren.