Die Gewebeentwicklung und -regeneration sind wichtige Säulen innerhalb des DBM und der Life-Science Strategie der Universität Basel. In den letzten zehn Jahren wurden erhebliche Fortschritte bei der Identifizierung und Isolierung von Stammzellen aus verschiedenen adulten Geweben und embryonalen Ursprungs erzielt, die zur Differenzierung in verschiedene spezifische Zelltypen angeregt werden können, die für die regenerative Medizin relevant sind. Die Gruppen dieses Forschungsbereichs befassen sich mit den verschiedenen Aspekten dieses faszinierenden Feldes, die für die Grundlagenforschung, die mechanistische Forschung sowie die klinisch angewandte translationale Forschung von Bedeutung sind.

Aufgabe der Grundlagenforschung ist es, Stammzellen zu identifizieren und zu isolieren und zu verstehen, wie Stammzellen in ihren normalen Nischen innerhalb des Embryos und/oder des Körpers erhalten bleiben. So untersuchen mehrere Gruppen, wie Stammzellen des Blutes im Knochenmark erhalten bleiben, sich in die verschiedenen Zelltypen des hämatopoetischen Systems differenzieren und wie sich ihr Differenzierungspotenzial in malignen Zuständen verändert, die durch abnormale Stammzellkrebsarten (z. B. Leukämie oder Lymphome) verursacht werden. Die enge Zusammenarbeit zwischen klinischen Forschenden und Grundlagenforschenden ermöglicht es, die Lücke zwischen Grundlagenforschung und translationaler Forschung zu schliessen. So zielen beispielsweise Versuche, mesenchymale Stammzellen aus menschlichem Knochenmark und Knochenmark von Mäusen in vitro zu züchten und zu verschiedenen Zell- und Gewebetypen zu differenzieren, darauf ab, Knorpel- und Knochenersatztherapien zu entwickeln, die in die klinische Praxis übertragen werden können. Die aus diesen Studien gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Konzeption und Entwicklung klinisch anwendbarer Strategien im Bereich Gewebezüchtung und für den Weg hin zur regenerativen Medizin.

Eines der Hauptziele der regenerativen Medizin ist es, das Regenerationspotenzial des Körpers auf kontrollierte Weise zu reaktivieren und zu unterstützen. Zu diesem Zweck ist es entscheidend, die normale Regulation der Organogenese und der Gewebehomöostase zu verstehen. Erste Versuche haben zwar vielversprechende Ergebnisse geliefert, dennoch ist es wichtig, ein viel besseres Verständnis darüber zu erlangen, wie Stammzellen mit ihrer Nische interagieren, um ihre Multipotenz zu erhalten und Tochterzellen hervorzubringen, die nach Verlassen der Nische eine vorübergehende Amplifikation durchlaufen. Diese Populationen vorübergehend amplifizierter Zellen beginnen dann auf kontrollierte Weise mit ihrer Spezifizierung und Differenzierung. Unsere Herausforderung besteht darin, Kulturbedingungen zu schaffen, unter denen Stammzellen erhalten bleiben und ihre Spezifizierung und Differenzierung in funktionelles Gewebe auf effiziente und präzise kontrollierte Weise herbeigeführt werden kann. Jedes funktionelle Organ und Gewebe besteht aus gut organisierten und funktionell interagierenden Zellen mit unterschiedlichen Identitäten. Daher ist es wichtig, beispielsweise die Rolle embryonaler Signalzentren bei der Gewebemusterung/Organisation und der Spezifizierung/Differenzierung von Zelltypen zu verstehen.

Die Erkenntnisse aus der Analyse von Zelltypen, Gewebespezifizierung und Organogenese während der normalen Embryonalentwicklung sind für die gezielte Herstellung von Geweben aus Vorläufer- und/oder Stammzellen von grosser Bedeutung. Sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) – adulte Zellen (z. B. Hautzellen), die zu stammzellähnlichen Zellen umprogrammiert wurden – werden zunehmend verwendet, da sie relativ einfach von Patientinnen und Patienten für Zelldifferenzierungs- und Tissue-Engineering-Studien gewonnen werden können. Die Erzeugung und Analyse von iPS-Zellen passt zur Strategie des DBM, die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschungsgruppen und Klinikerinnen und Klinikern zu fördern, um die Kluft zwischen Labor und Krankenbett deutlich zu verringern. Neben den Interaktionen innerhalb des DBM gibt es zahlreiche Kooperationen mit Gruppen am Biozentrum, am FMI und am D-BSSE, die durch Netzwerk-Fördermittel wie Sinergia und SystemsX.ch finanziert werden. Viele unserer Gruppen beteiligen sich aktiv am Basel Stem Cell Network, einem der Kompetenzzentren im Bereich Life Sciences an der Universität Basel. Dort haben Stammzellenforscher:innen die Möglichkeit, eng mit Entwicklungsbiologinnen und - biologen, Genetikerinnen und Genetikern und sogar Mathematikerinnen und Mathematikern zusammenzuarbeiten, um interdisziplinäre und innovative Forschung weiter voranzutreiben.