Stammzellen entwickeln sich anders in veränderter Umgebung

Forscher belegten im Rahmen einer EU-finanzierten Studie, dass Stammzellen aus einem wichtigen Immunorgan zu Haarfollikelstammzellen umprogrammiert werden können, wenn die Zellen in einer entsprechend veränderten Umgebung heranwachsen. In den Ergebnissen zeigte sich, dass es m...

Forscher belegten im Rahmen einer EU-finanzierten Studie, dass Stammzellen aus einem wichtigen Immunorgan zu Haarfollikelstammzellen umprogrammiert werden können, wenn die Zellen in einer entsprechend veränderten Umgebung heranwachsen. In den Ergebnissen zeigte sich, dass es möglich ist, das Entwicklungsprogramm von Stammzellen auch ohne Genmanipulation zu verändern. Einzelheiten hierzu sind in der Fachzeitschrift Nature nachzulesen.

Ektoderm, Entoderm und Mesoderm sind die drei Keimblätter, in die sich ein Embryo während seiner Entwicklung teilt. Im Lauf der Zeit entwickeln sich aus dem Ektoderm Haut und Nervensystem, aus dem Entoderm Verdauungstrakt, Leber, Bauchspeicheldrüse, Thymus usw. und aus dem Mesoderm Muskeln, Knochen und Blut.

Bislang galt, dass die Grenzen zwischen den drei Schichten unveränderbar sind. Die Ergebnisse der jüngsten Studie allerdings zeigen, dass sie viel fließender sind als vermutet und dass Stammzellen aus einem Keimblatt auch in anderen Keimblättern wachsen können - mit verblüffendem Ergebnis.

Das Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), Schweiz, und der Universität Edinburgh, Vereinigtes Königreich, demonstrierte, dass sich Zellen aus einem der drei Keimblätter (in diesem Fall Thymusstammzellen aus dem Entoderm) in Zellen eines der beiden anderen Keimblätter umwandeln können (Hautstammzellen des Ektoderm).

Hierfür züchteten die Forscher Stammzellen aus dem Thymus - einem wichtigen Immunorgan - unter den Umgebungsbedingungen, die Haarfollikelstammzellen zum Wachstum benötigen. Wie sich herausstellte, produzierten diese transplantierten Zellen mehr als ein Jahr lang - und damit wesentlich länger als unter normalen Bedingungen - Haut- und Haarzellen. Mit der Zeit ähnelten die genetischen Marker dieser Zellen immer mehr denen von Haarfollikelstammzellen.

Dieses spektakuläre Ergebnis bedeutet, dass Zellen in Abhängigkeit von ihrer Umgebung umprogrammiert werden können, um Gewebe zu produzieren, was sie unter normalen Umständen nicht machen würden. Ähnlich wie bei Thymusstammzellen (die bislang als am wenigsten wandlungsfähig galten) deuten die Ergebnisse darauf hin, dass dieser Mechanismus auch für andere Organe nutzbar gemacht werden könne. Damit wäre ein enormer Durchbruch in der Organtransplantation und -regeneration erreicht, mit dem vielen Menschen geholfen werden könnte, vor allem Opfern von Verbrennungen.

Dr. Clare Blackburn von der Universität Edinburgh erklärt, dass nicht nur eine latente Kapazität der Zellen beim Kontakt mit Hautzellen geweckt würde, sondern dass diese "so umprogrammiert würden, dass sie andere Gene exprimieren und damit potenter werden". Weitere Studien würden zeigen, so die Wissenschaftlerin, ob neben der Haut auch andere Mikroumgebungen derartige Resultate hervorbrächten.

Die Studie wurde durch das Sechste und Siebte Rahmenprogramm (RP6 und RP7) der EU im Rahmen dreier Projekte gefördert: EUROSTEMCELL (European consortium for stem cell research) erhielt 11,91 Millionen EUR unter dem Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des RP6, EUROSYSTEM (European consortium for systematic stem cell biology) und OPTISTEM (Optimization of stem cell therapy for clinical trials of degenerative skin and muscle diseases) jeweils 12 Millionen bzw. 11,99 Millionen EUR unter der Thematik "Gesundheit" des RP7.

Länder

Schweiz, Vereinigtes Königreich