Bahnbrechende Studie israelischer Forscher erstellt erste Karte einer gesunden menschlichen Leber

Ein Team israelischer Wissenschaftler am Weizmann Institute of Science hat die erste Studie durchgeführt, die eine Karte der gesunden menschlichen Leber vorlegt.

Die bahnbrechende Studie wurde in Zusammenarbeit mit dem Sheba Medical Center bei Tel Aviv und der weltbekannten Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, durchgeführt.

Neben der Erstellung eines präzisen genetischen Atlas einer gesunden menschlichen Leber liefert die innovative Studie auch tiefere Einblicke in die Funktionen der Leber und erklärt, warum Krankheiten bestimmte Bereiche befallen.

Die Studie enthüllte, dass sich die Funktionen der menschlichen Leber von denen anderer Säugetiere unterscheiden.

Dr. Oran Yakubovsky, Assistenzarzt für Allgemeinchirurgie am Sheba Medical Center und Doktorand am Weizmann Institute, betonte die zentrale Rolle der Leber im menschlichen Körper.

„Die Leber ist das größte innere Organ im menschlichen Körper und für viele Funktionen verantwortlich“, erklärte Yakubovsky.

„Die Leber ist für den Stoffwechsel des Körpers, die Wärmeproduktion, die Proteinproduktion, das Gerinnungssystem und die Filterung von Giftstoffen verantwortlich – sie weiß, wie sie Medikamente und Giftstoffe aus dem Blut aufnimmt, ihre Form verändert und sie aus dem Körper entfernt. Zusammen mit der Bauchspeicheldrüse ist sie auch für die Zuckerregulation des Körpers zuständig“, erklärte er.

„Die Leber besteht aus sehr kleinen Funktionseinheiten, den sogenannten Läppchen“, fuhr Yakubovsky fort.

„Das Blut fließt aus dem Verdauungssystem in die Leber und gelangt in diese sechseckigen Läppchen über kleine Blutgefäße, die sich am Rand befinden. Von dort fließt es zur Mitte und anschließend zurück in den Körper. Innerhalb dieser Läppchen finden alle Funktionen der Leberzellen im Blut statt“, erläuterte der Chirurg.

Neue Technologien haben es Wissenschaftlern ermöglicht, das Organ detaillierter zu kartieren.

„Bis vor wenigen Jahren musste man, um zu charakterisieren, was eine Zelle tut, sie unter dem Mikroskop betrachten, sie anfärben, sehen, worauf sie reagiert und wie sie sich verhält. Doch seit dem Humangenomprojekt gibt es fortschrittliche Methoden, die es uns ermöglichen, das genetische Material in der Zelle, die sogenannte RNA, zu lesen“, erklärte Yakubovsky.

„Das ermöglicht es uns, sie auf einer tieferen Ebene zu charakterisieren – welche Proteine dort vorhanden sind und was die Zelle leisten kann. Diese Sequenzierung hat wirklich eine Revolution ausgelöst. Während wir früher dachten, dass jede Leberzelle die gleichen Funktionen erfüllt, können wir heute sagen, dass es viele Zelltypen gibt, die je nach ihrer Lage innerhalb des Läppchens unterschiedliche Aufgaben erfüllen“, fuhr er fort.

Prof. Shalev Itzkovitz von der Abteilung für Molekulare Zellbiologie des Weizmann-Instituts gab bekannt, dass das wissenschaftliche Team Tausende spezialisierter Gene an verschiedenen Stellen der Leber entdeckt habe.

„Es wurde festgestellt, dass Tausende von Genen in Leberzellen an verschiedenen Stellen auf unterschiedlichen Ebenen aktiv sind, was auf eine weitaus präzisere und komplexere innere Organisation hindeutet, als wir gedacht hatten“, sagte Itzkovitz.

Der Professor erklärte, die Ergebnisse markierten einen bedeutenden Wandel im Verständnis der Wissenschaftler hinsichtlich der inneren Struktur der Leber und der Krankheitsmuster.

„Anstelle der groben Einteilung in drei Aktivitätszonen, die seit Jahrzehnten akzeptiert war, zeigte der Atlas acht Regionen mit unterschiedlichen Funktionen. Die präzise Kartierung der Leber ermöglicht es nun jedem Labor weltweit, tief in die Leber einzutauchen und zu untersuchen, warum verschiedene Regionen anfällig für unterschiedliche Krankheiten sind. Stoffwechselerkrankungen beginnen beispielsweise tendenziell im Zentrum des Läppchens, während virale und autoimmune Entzündungen hauptsächlich an dessen Rändern auftreten. Auch Leberkrebs und Metastasen anderer Krebsarten haben ihre bevorzugten Lokalisationen. Der Schlüssel zum Verständnis, warum dies so ist, liegt in den präzisen genetischen Informationen, die wir gesammelt haben“, erklärte der Professor.

Er fügte hinzu, dass die detaillierte genetische Kartierung Forschern helfen könnte, besser zu verstehen, wie und wo Krankheiten entstehen, was in Zukunft möglicherweise gezielte Behandlungen verbessern könnte.

„Auf der Grundlage der präzisen Kartierung der Leber wird es in Zukunft möglich sein, Behandlungen zu entwickeln, die auf die Gene abzielen, die eine bestimmte Region besonders anfällig für eine bestimmte Krankheit machen“, erklärte er.

„Darüber hinaus lässt sich das Modell der Erstellung eines genetischen Atlas mit Einzelzellauflösung aus Proben gesunder Spender auf weitere Organe anwenden, die bisher beim Menschen noch nicht präzise kartiert wurden, und es könnte unser Verständnis der Struktur und Funktion des menschlichen Körpers grundlegend verändern“, fügte Itzkovitz hinzu.