Die Leber weist eine einzigartige Struktur auf, insbesondere auf der Ebene der einzelnen Zellen. Hepatozyten, die Hauptzellen der Leber, geben Galle in winzige Kanäle, sogenannte Gallenkanälchen, ab, die in den Gallengang im periportalen Bereich der Leber abfließen. Wenn dieses Gallenabflusssystem gestört ist, führt dies zu Leberschäden und Erkrankungen. Aufgrund dieser einzigartigen Architektur wurde die Untersuchung von Lebererkrankungen durch das Fehlen von im Labor gezüchteten Modellen, die den Krankheitsverlauf genau zeigen, eingeschränkt, da es schwierig ist, die komplexe Struktur und Zellinteraktionen der Leber in einer Schale nachzubilden.
Die Leber weist eine einzigartige Struktur auf, insbesondere auf der Ebene der einzelnen Zellen. Hepatozyten, die Hauptzellen der Leber, geben Galle in winzige Kanäle, sogenannte Gallenkanälchen, ab, die in den Gallengang im periportalen Bereich der Leber abfließen. Wenn dieses Gallenabflusssystem gestört ist, führt dies zu Leberschäden und Erkrankungen. Aufgrund dieser einzigartigen Architektur wurde die Untersuchung von Lebererkrankungen durch das Fehlen von im Labor gezüchteten Modellen, die den Krankheitsverlauf genau zeigen, eingeschränkt, da es schwierig ist, die komplexe Struktur und Zellinteraktionen der Leber in einer Schale nachzubilden. Bestehende aus Gewebe gewonnene Organoidmodelle der Leber bestehen nur aus einem Zelltyp und können die komplexe Zellzusammensetzung und Gewebearchitektur, wie beispielsweise die periportale Region der Leber, nicht nachbilden.
Neues aus Gewebe gewonnenes Organoidmodell: Ein Organoidmodell der nächsten Generation, bestehend aus drei Leberzelltypen – erwachsenen Hepatozyten, Cholangiozyten und mesenchymalen Leberzellen – rekonstruiert die periportale Region der Leber.
Organoid-Funktionalität: Die komplexen Organoide oder Assembloide sind funktionsfähig und leiten aufgrund ihrer präzisen Darstellung der Gewebearchitektur kontinuierlich Galle aus den Gallenkanälen in den Gallengang ab, wie in der echten Leber.
Modellierung von Lebererkrankungen: Dieses Lebermodell rekonstruiert die Architektur der periportalen Region der Leber, ist in der Lage, Aspekte von cholestatischer Leberschädigung und Gallenfibrose zu modellieren und kann zeigen, wie verschiedene Leberzelltypen zu Lebererkrankungen beitragen.
Vision für die Zukunft: Diese periportalen Lebermodelle könnten in Zukunft zur Untersuchung der molekularen und zellulären Mechanismen von Lebererkrankungen eingesetzt werden. Sobald sie auf menschliche Zellen übertragen werden, könnten sie Studien zur Arzneimittelwirksamkeit und -toxizität in einem physiologisch relevanteren Kontext ermöglichen.
Die Forschungsgruppe von Meritxell Huch, Direktorin am Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden, Deutschland, begann sich 2021 in einer früheren Studie mit diesem Problem zu befassen (Dynamische Zellkontakte zwischen periportalem Mesenchym und Duktusepithel wirken als Rheostat für die Proliferation von Leberzellen, Cordero-Espinoza, Lucía et al., Cell Stem Cell, Volume 28, Ausgabe 11), wo die Forscher ein Leberorganoid entwickelten, das aus zwei Zelltypen, Cholangiozyten- und Mesenchymzellen, besteht und in der Lage war, Zell-Zell-Interaktionen und Zellanordnungen zu modellieren, dem aber noch andere periportale Zelltypen fehlten – vor allem Hepatozyten, die Zelle, die den Großteil der Lebermasse aufbaut.
