Ursache für Regenerationsfähigkeit eines Wurms enthüllt

Britische Forscher haben das raffinierte Gen entdeckt, das einem Strudelwurm (Planarie) die Fähigkeit verleiht, Kopf, Gehirn oder andere verloren gegangene Körperteile zu ersetzen. Sollte es der Forschung eines Tages gelingen, diese erstaunliche natürliche Fähigkeit zu imitier...

Britische Forscher haben das raffinierte Gen entdeckt, das einem Strudelwurm (Planarie) die Fähigkeit verleiht, Kopf, Gehirn oder andere verloren gegangene Körperteile zu ersetzen. Sollte es der Forschung eines Tages gelingen, diese erstaunliche natürliche Fähigkeit zu imitieren, wäre man vielleicht in der Lage, auch beim Menschen geschädigte Organe oder Gewebe zu regenerieren. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Public Library of Science (PLoS) Genetics veröffentlicht.

Eines der wichtigsten langfristigen Ziele in der Biomedizin ist die Erforschung der genetischen Grundlagen zur Wiederherstellung oder Regeneration von Gewebeteilen aus adulten Strukturen. Wie die Forscher der Universität Nottingham in ihrer Studie darlegen, ist die Fähigkeit zur Regeneration von Körperteilen in der Tierwelt relativ verbreitet. An ihnen können Forscher untersuchen, wie sich die Koordinierung dieses Prozesses entwickelt hat.

Dr. Aziz Aboobaker, Forscher an der Universität, erklärt, dass selbst unscheinbare Würmer faszinierende Einblicke in die Funktionsweise der Geweberegeneration liefern können. "Wir wollen verstehen, wie adulte Stammzellen so koordiniert werden, dass in Tieren geschädigte Organe oder verloren gegangene Körperteile nachgebaut bzw. regeneriert werden. Jeder Erkenntnisgewinn bei Tieren könnte auch für die menschliche Gesundheit sehr schnell relevant werden", sagt Dr. Aboobaker.

Planarien verfügen über eine Population von Stammzellen, die sich sehr schnell teilen, um sich in verschiedene Arten jeweils benötigter Zelltypen zu verwandeln, beispielsweise in Muskel-, Darm- oder Gehirnzellen. Die verschiedenen Gene dieser Stammzellen arbeiten dann aktiv mit dem verbliebenen Gewebe zusammen, um die Regeneration so zu koordinieren, dass die neuen Strukturen die richtige Größe, Form und Ausrichtung besitzen und am richtigen Platz entstehen. Am Ende des Prozesses ist der voll funktionsfähige neue Organismus wieder hergestellt.

Die neue Studie enthüllt, dass vor allem das Gen "Smed-prep" diese außergewöhnliche Fähigkeit steuert. Insbesondere "koordiniert es die Regeneration des Gehirns der Planarie - den wohl faszinierendsten Abschnitt beim Regenerationsprozess des Tieres", schreiben die Forscher.

Daniel Felix, Doktorand und Koautor der Studie meint hierzu, dass das Verständnis der molekularen Grundlagen für die Gewebsneubildung und -regeneration für die regenerative Medizin von größter Bedeutung sei. "Die Regenerationsfähigkeit von Planarien ist spektakulär, da sie sogar in der Lage sind, sich nach einer Enthauptung einen neuen Kopf wachsen zu lassen. Mit dem Homöobox-Gen Smed-prep haben wir das erste Gen charakterisiert, das die Strukturbildung im Voraus und während der Regeneration steuert."

Sobald die Mechanismen der Regeneration unter normalen Umständen bekannt seien, so Dr. Aboobaker, könnte man erforschen, wie geschädigte oder erkrankte Organe, Gewebe oder Zellen z.B. bei Traumata oder Krankheiten ersetzt werden können. Diese Informationen könnten u.a. vielleicht auch neue Therapien für Alzheimer hervorbringen, wie er erklärt.

"Mit diesem Wissen werden wir irgendwann besser die Ursachen verstehen, warum Stammzellen im normalen Erneuerungsprozess mutieren wie beispielsweise im Blutbildungssystem, wenn sich kranke Stammzellen in Leukämiezellen verwandeln", schlussfolgert Dr. Aboobaker.

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