Dreidimensionales Modell des Gallennetzwerks, das den Transport der Galle innerhalb der Leber ermöglicht. Die Farben geben die Fließgeschwindigkeiten der Galle an (blau: langsam, rot: schnell). © MPI f. molekulare Zellbiologie und GenetikDie Leber ist das zentrale Stoffwechselorgan und produziert unter anderem die Gallenflüssigkeit für den Fettabbau. Für den Abbau von Fetten und den Abtransport von Ausscheidungsprodukten bildet die Leber die Gallenflüssigkeit. Von dort fließt die Galle durch ein fein verästeltes Kanal-Netzwerk in den Darm. Ein Forscherteam um Marino Zerial am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik hat dieses Netzwerk in Mäusen mit hochauflösenden Mikroskopen untersucht und Aufbau und Struktur der Kanäle analysiert.
Mit diesen Daten haben sie ein 3D-Modell der Gallengänge erstellt, das die Strömungseigenschaften der Gallenflüssigkeit nachstellen kann. Das Modell bildet zwar bislang nur das Kanalnetzwerk der Mäuseleber nach, die Forscher arbeiten aber bereits daran, es auf die Leber des Menschen zu übertragen. „Ich bin sicher, dass wir unser Modell auch auf die menschliche Leber anwenden können“, sagt Zerial. Forscher könnten dann nicht nur Lebererkrankungen besser verstehen, sondern auch die Auswirkungen von Medikamente auf die Leber berechnen.
Hilfreich bei Medikamentenentwicklung
Wie genau das Modell die realen Verhältnisse abbildet, zeigt das Beispiel von Paracetamol. „Als wir eine Überdosierung simuliert haben, sagte das Modell dieselben Symptome voraus wie bei einer echten Leberschädigung durch eine Überdosis Paracetamol.“ Für die Entwicklung neuer Medikamente würde das neue Modell somit extrem hilfreich sein: Mögliche Auswirkungen auf den Transport der Galle ließen sich damit vorhersagen und genauer testen.
Für neue Medikamente sind Tierversuche zur Überprüfung der Lebertoxizität gesetzlich vorgeschrieben. „Tierversuche werden für die Entwicklung neuer Medikamente leider auch künftig erforderlich sein. Da unsere Methode aber empfindlicher ist, können wir aus den Versuchen mehr Informationen gewinnen. Auf diese Weise könnte unser Modell dazu beitragen, dass künftig für die Medikamentenentwicklung weniger Tierversuche notwendig sein werden“, erklärt Zerial.
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft
Originalpublikation: Marino Zerial et al.; A Predictive 3D Multi-Scale Model of Biliary Fluid Dynamics in the Liver Lobule; Cell Systems, 2017; doi: 10.1016/j.cels.2017.02.008
