Forschende am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung in Dortmund haben einen Weg gefunden, funktionalere Leberzellen aus pluripotenten Stammzellen zu erzeugen. Die Studie zeigt, dass das genregulatorische Netzwerk des Transkriptionsfaktors CDX2 eine zentrale Rolle bei der Bildung hybrider Zellen spielt, die Eigenschaften von Leber- und Darmzellen aufweisen.

Leberzellen sind essenziell für Arzneimitteltests, das Verständnis von Erkrankungen wie Hepatitis, Fettleber, Zirrhose oder Krebs sowie für zukünftige Zelltherapien. Aufgrund begrenzter Verfügbarkeit aus Biopsien oder Spenderorganen sucht die Forschung nach Alternativen. Die Differenzierung von Stammzellen zu Hepatozyten gilt als vielversprechend, führt bisher jedoch zu Zellen mit gemischten Merkmalen, da Leber und Darm in der Embryonalentwicklung einen gemeinsamen Ursprung haben.

Die Forscher entdeckten, dass unerwartete Aktivität des CDX2-Netzwerks hybride Phänotypen verursacht. Durch gezieltes Ausschalten des CDX2-Gens mit dem CRISPR-Cas9-System konnten darmtypische Eigenschaften weitgehend unterdrückt werden. Die resultierenden Zellen entwickeln einen reinen Leberphänotyp mit verbesserten Funktionen, darunter bessere Gallengangbildung und effizienterer Transport von Gallensäuren.

Dieses Verständnis von Gennetzwerken fördert die Entwicklung zuverlässiger In-vitro-Modelle, reduziert den Bedarf an Tierversuchen und unterstützt regenerative Medizin. Die Ergebnisse stammen aus dem DFG-geförderten Projekt HyCell mit einem Budget von rund 408.000 Euro, das bis 2028 läuft. Sie könnten die Arzneimittelentwicklung effizienter und sicherer machen.

Papers:

Originalpublikationen:

Nell P., Thomitzek A., Feuerborn D. et. al. 2025. Elimination of CDX2 restricts intestinal hybrid differentiation signatures in stem cell-derived hepatocyte like cells. Stem Cell Research & Therapy 543. https://doi.org/10.1186/s13287-025-04696-6

Nell P., Kattler K., Feuerborn D. et. al. 2022. Identification of an FXR-modulated liver-intestine hybrid state in iPSC-derived hepatocyte-like cells. Journal of Hepatology. 77. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2022.07.009

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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