Optimierung von Knochenmarktransplantationen
Hämatopoetische Stammzellen (HSC) sind Stammzellen aus Blut oder Knochenmark, die sich je nach Bedarf in gewünschte Zelltypen differenzieren. Bei einer KMT werden autologe oder allogene Blutstammzellen in chemotherapeutisch behandelte Patienten transplantiert. Da geeignete Spender jedoch begrenzt verfügbar sind und nur wenige Zellen erfolgreich transplantiert werden, müssen HSC vor einer KMT in großer Zahl vermehrt werden. Mit spezifischen Zytokinen ist es bereits möglich, die Anzahl der kultivierten HSC stabil zu halten. Um die Produktion zu steigern, muss aber an neuen Wachstumsfaktoren geforscht werden. So entwickelte das EU-finanzierte Projekt NOVEXPAND (Identification of novel factors to expand hematopoietic stem cells in vitro) Wachstumsfaktoren für eine erhöhte Proliferation unreifer HSC, insbesondere mittels embryonaler Stammzellen, die auf natürlichem Weg zahlreiche Stammzellregulatoren exprimieren. Mit Microarray-Technologie wurden zwei Moleküle (Cripto und Dppa5) identifiziert, die bei undifferenzierten und differenzierten humanen embryonalen Stammzellen differenziell exprimiert werden. Das Protein Cripto – mit nachgewiesener proliferativer Wirkung auf embryonale Stammzellen - erhöhte die Anzahl hämatopoetischer Vorläuferzellen und verbesserte in vivo die Transplantationsfähigkeit von HSC. Außerdem induzierte das in der HSC-Nische lokalisierte Cripto, das auch die Mikroumgebung im Knochenmark wiederherstellt, die HSC-Stoffwechselaktivität. Wurde bei den Blutstammzellen die Konzentration des RNA-Bindungsfaktors Dppa5 reduziert, war die Transplantationsrate deutlich niedriger, was zeigt, wie wichtig Dppa5 für die Aufrechterhaltung der HSC-Funktion ist, indem es zellulären Stress für HSC reduziert. Sowohl für Cripto- als auch Dppa5-Moleküle wurde demonstriert, wie wichtig sie für Erhalt und Proliferation von HSC-Kulturen sind. Die Umsetzung dieses Wissens für KMT bei Erwachsenen konnte den klinischen Einsatz von Nabelschnurblut wie auch den Erfolg einer KMT verbessern.
Schlüsselbegriffe
Knochenmarktransplantation, Leukämie, hämatopoetische Stammzellen, embryonale Stammzellen, Microarray, Cripto, Dppa5
