Das Molekül, das das Zellschicksal bestimmt
Wissenschaftler haben eine Gruppe von Molekülen entdeckt, die die Anzahl und Typen von Blutzellen im Körper kontrolliert. Defekte in diesem System führen häufig zu Leukämie und anderen Krankheiten. Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der intrazellulären Prozesse, die zu Krebs führen können, beitragen werden. Die Wissenschaftler identifizierten eine Reihe molekularer Signalwege in Zellen, die bedeutende biologische Prozesse kontrollieren. Sie werden üblicherweise durch externe Faktoren ein- und ausgeschaltet, was den Zellen hilft, auf ihr Umfeld zu reagieren. Der so genannte "Wingless"-Signalweg ist bei fast allen Tieren zu finden, wo er eine grundlegende Rolle bei der Entwicklung von Gewebe und Organen spielt. Er ist außerdem an der Differenzierung von Stammzellen beteiligt, wobei er entscheidet, wann sie Stammzellen bleiben und wann sie sich zu anderen Zelltypen entwickeln sollen. Im Rahmen der aktuellen Studie untersuchten Forscher des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) und der Universität Lund in Schweden, was geschieht, wenn der Wingless-Signalweg bei Blutstammzellen von Mäusen in zu hohem Maße aktiv ist. Ihre Ergebnisse sind in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Immunology" veröffentlicht. "Wir veränderten ein Element des Signalwegs, das so genannte Protein Beta-Catenin, sodass er im 'Übertragungsmodus' blieb", erklärt Peggy Kirstetter vom EMBL. "Dadurch entstanden Zellen, in denen der Signalweg immer eingeschaltet war. Wir wussten, dass Wingless zur Blutdifferenzierung beiträgt, aber wir wussten nicht, wie die Signale innerhalb der hämatopoetischen Stammzelle übertragen wurden." Wenn der Signalweg normal funktioniert, durchlaufen die Stammzellen mehrere Schritte, bevor sie zu vollständig differenzierten Blutzellen werden. Als die Forscher den Signalweg stimulierten, verschwanden einige Typen von Blutzellen vollständig, während die Entwicklung anderer in verschiedenen Phasen der Differenzierung blockiert wurde. Im Knochenmark von Mäusen verschwanden einige Stammzelltypen, wohingegen andere zu häufig auftraten. Die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass Beta-Catenin ganz wesentlich mitentscheidet, ob Blutzellen gebildet werden oder nicht. Darüber hinaus scheint Beta-Catenin die Zellen dazu zu veranlassen, sozusagen Entscheidungen über ihr Schicksal zu treffen, bevor sie den Stammzellenbereich im Knochenmark verlassen. Claus Nerlov vom EMBL erklärt die Schlussfolgerungen, die aus den Ergebnissen seines Teams zu ziehen sind. "Wir wissen, dass es enge Zusammenhänge zwischen den Entscheidungen der Zellen, sich zu teilen, zu entwickeln oder abzusterben, gibt", sagt er. "Wenn sich die Zellen nicht zur rechten Zeit auf den rechten Entwicklungspfad begeben, ist es sehr wahrscheinlich, dass sie absterben oder eine ungeeignete Art der Reproduktion einsetzt. Akute Leukämien und andere Formen von Krebszellen entstehen durch derartige Defekte. Für das Verständnis der Prozesse, durch die sie entstehen, muss genau bestimmt werden, wo die Dinge schief laufen."