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Wissenschaftler verwenden Stammzellen, um Testosteron wiederherzustellen
Der männliche Hypogonadismus betrifft fast ein Drittel der älteren männlichen Bevölkerung. Die am häufigsten verwendete Behandlungsoption ist die Testosteron-Ersatztherapie, aber die Praxis kann erhebliche Nebenwirkungen haben. Eine neue Entwicklung in der Stammzellenforschung legt nahe, dass bald eine alternative Behandlung für Hypogonadismus verfügbar sein könnte.
Die Stammzellforschung könnte eine Alternative zur Hormonersatztherapie darstellen.
Testosteron ist ein Schlüsselhormon für das sexuelle, kognitive und körperliche Wachstum und die Entwicklung von Männern während der Pubertät.
Mit zunehmendem Alter nimmt der Testosteronspiegel natürlich ab, aber männlicher Hypogonadismus ist ein Zustand, in dem der Körper abnorm niedrige Testosteronspiegel produziert.
Solche reduzierten Spiegel können zu Stimmungsstörungen, einem Rückgang des Sexualtriebs und einer Abnahme der Muskel- und Knochenstärke führen.
Die niedrigen Testosteronspiegel im Zusammenhang mit Hypogonadismus sind manchmal auf Fehlfunktionen in den Hoden, der Hypophyse oder dem Hypothalamus zurückzuführen. Etwa 30 Prozent der älteren Männer sind Berichten zufolge von der Erkrankung betroffen.
Der übliche klinische Ansatz für den Hypogonadismus ist die Testosteronersatztherapie. Eine beträchtliche Menge an Forschung weist jedoch auf die verschiedenen Nebenwirkungen der Hormonersatztherapie hin, einschließlich eines Risikos für venöse Thromboembolien und tiefe Venenthrombosen.
Tatsächlich hat die US-amerikanische Gesundheitsbehörde FDA in Zusammenarbeit mit Health Canada im Jahr 2014 vorgeschrieben, dass Hersteller diese Risiken bei allen Testosteronprodukten warnen.
Neue Stammzellforschung legt nahe, dass es eine alternative Behandlungsform geben könnte, die die Umwandlung von erwachsenen Hautzellen in Testosteron produzierende Zellen beinhaltet.
Mit direkter Zellreprogrammierung Leydig-Zellen in Nagern erstellen
Testosteron ist das Endergebnis eines längeren Prozesses. Leydig-Zellen - die in den Hoden gefunden werden - produzieren Androgene, und diese Hormone werden dann zu Testosteron biosynthetisiert.
Forscher unter der Leitung von Yadong Huang von der Universität Jinan in China haben die Möglichkeit untersucht, Leydig-ähnliche Zellen mittels direkter Zellreprogrammierung zu "erschaffen". Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Stammzellberichte.
In der Stammzellenforschung wird die direkte Zellreprogrammierung als eine schnellere und sicherere Technik bezeichnet, um den gewünschten Zelltyp als die normale epigenetische Reprogrammierung zu erhalten.
Dies ist der Grund, warum Huang und Co-Senior-Autor Zhijian Su, ebenfalls von der Universität Jinan, die direkte Umwandlung von adulten Hautzellen in Leydig-ähnliche Zellen und die anschließende Transplantation in Männer mit Hypogonadismus für den besten regenerativen Ansatz halten.
Um diese Hypothese zu testen, verwendeten die Wissenschaftler männliche Nagetiere, die von Hypogonadismus betroffen waren.
Sie infizierten embryonale Mausfibroblasten - eine Art von Zellen im Bindegewebe - mit einem Vektor, der das mCherry-Gen trägt. Dies ermöglichte ihnen, steroidogene Zellen von Fibroblasten zu trennen.
Dann untersuchten Huang und Team 11 Transkriptionsfaktoren, von denen sie dachten, dass sie die steroidogene Genexpression in der Leydig-Zelle regulieren könnten.
Durch die schrittweise Eliminierung mehrerer der 11 Transkriptionsfaktoren wurden sie schließlich auf drei reduziert: Dmrt1, Gata4 und Nr5a1.
Als nächstes verwendete das Team lentivirale Vektoren - eine Art von Retrovirus, die die Expression des Gens ihrer Zielzelle verändern kann -, um die Genexpression dieser drei Transkriptionsfaktoren zu erzwingen.
Das Ergebnis war ein Erfolg. Den Forschern war es gelungen, Hautzellen der Maus direkt in voll funktionsfähige Testosteron produzierende Leydig-Zellen umzuprogrammieren.
Leydig-ähnliche Zellen stellten Testosteron bei Nagetieren erfolgreich wieder her
Schließlich transplantierten die Wissenschaftler diese Leydig-Zellen in die Hoden von Testosteron-defizienten Ratten und Mäusen.
Die Zellen überlebten nicht nur, sondern stellten bei Männern mit Hypogonadismus auch normale Testosteronspiegel wieder her.
Der Erfolg dieser wissenschaftlichen Bemühungen deutet auf eine vielversprechende Alternative zur Androgenersatztherapie hin.
"Am Ende hoffen wir, dass diese Forschung den Weg für klinische Studien ebnen wird, die einen neuartigen regenerativen Medizinansatz zur Behandlung von Androgenmangel bei Männern testen", sagt Su.
Huang erklärt auch die Bedeutung der Studie.
"Unsere Studie berichtet erstmals über eine Methode zur Generierung von Leydig-Zellen mittels direkter Zellreprogrammierung. Diese alternative Quelle von Leydig-Zellen wird für die Grundlagenforschung von großer Bedeutung sein und bietet die attraktive Aussicht auf klinische Anwendung im Bereich der regenerativen Medizin. "
Yadong Huang
Die Autoren hoffen, dass die zukünftige Forschung sich darauf konzentrieren wird, die Effizienz ihres Ansatzes zu verbessern und dazu beizutragen, eine reine Population von Leydig-ähnlichen Zellen zu schaffen.
Huang und sein Team untersuchen derzeit genauer die Mechanismen, die bei der direkten Reprogrammierung von Hautzellen in Leydig-ähnliche Zellen eine Rolle spielen. Sie untersuchen auch andere direkte zelluläre Umwandlungsmethoden, die nicht viral sind und kleine Moleküle verwenden.
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