Hypoxie und Blutbildung
Wie andere gewebespezifische Stammzellen auch können sich HSC selbst erneuern und in verschiedene Blutzelltypen differenzieren, wofür vor allem die Knochenmarkmikroumgebung und deren Signale ausschlaggebend sind. Neueren Erkenntnissen zufolge sind HSC niedrigem Sauerstoffgehalt im Knochenmark ausgesetzt, die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sind aber noch nicht geklärt. In diesem Sinne sollte das EU-finanzierte Forschungsprojekt HSCS AND HIF (The role of hypoxia-inducible factors in human haematopoietic stem cell biology and leukaemogenesis) das so genannte HIF-System (Hypoxie-induzierbarer Faktor) näher untersuchen, das Sauerstoffmangel detektiert. Bei normalem Sauerstoffgehalt ist die Transkriptionsaktivität von HIF niedrig, bei niedrigem Sauerstoffgehalt jedoch reguliert HIF die Transkription von Genen, die für Zellproliferation, Überleben und Differenzierung wichtig sind. Hohe HIF-Konzentrationen wurden zunehmend mit verschiedenen Krebserkrankungen und schlechten Prognosen assoziiert. Die Forscher untersuchten HIF-Konzentration in menschlichen Blutstammzellen und demonstrierten die Bedingungen für eine erfolgreiche Transplantation am Mausmodell. Vor allem beeinträchtigt HIF2 die Selbsterneuerung von HSC und deren Fähigkeit zum Erhalt des Stammzellphänotypen. Genexpressionsanalysen von HSC mit reduzierten HIF-Konzentrationen zeigten, wie wichtig HIF für die Mitochondrienhomöostase und Produktion reaktiver Sauerstoffspezies ist. Ein HIF-Knockdown verstärkte nicht nur apoptotische Ereignisse bei gesunden HSC, sondern verhinderte auch die Proliferation von Leukämiezellen. Insgesamt lieferte HSCS AND HIF Aufschluss über die molekulare Verbindung zwischen dem HSC-Phänotyp und der hypoxischen Nische und könnte damit für die Knochenmarktransplantation erheblich von Bedeutung sein. Die Ergebnisse liefern auch neue Hinweise darüber, wie Leukämiezellen sich Chemotherapie und Bestrahlung entziehen.
Schlüsselbegriffe
Hämatopoese, Knochenmark, Blutstammzellen, hämatopoetische Stammzellen, hypoxieinduzierbarer Faktor, Krebs, Transplantation, Stammzellphänotyp, Leukämie
