Erneuerung je nach Umfeld

MÜNCHEN. Stammzellen können sich in viele unterschiedliche Zelltypen entwickeln und sich gleichzeitig selbst zu frischen Stammzellen erneuern, erinnert die Technische Universität München (TUM). TUM-Forscher fanden jetzt am Modellsystem der Blutbildung heraus, welche Signalwege genau bei der Selbsterneuerung von Blutstammzellen eine essenzielle Rolle spielen (Stem Cell Reports 2015; online 29. Oktober).

Um das komplexe System aus Signalwegen zu entwirren, nutzten die Wissenschaftler um Professor Robert Oostendorp vom TUM Klinikum rechts der Isar eigene Ergebnisse aus der Analysen von Faktoren, die bei der Wechselwirkung der Gewebe- und Stammzellen hoch- oder herunterreguliert werden.

Interessantes Ergebnis

Sie verknüpften diese mit den in der Literatur beschriebenen Signalwegen, teilt die TUM mit. Diese Informationen führten sie dann in einem bio-informatischen Computermodell zusammen. Dabei kooperierten die Wissenschaftler mit der Forschungsgruppe um Professor Hans-Werner Mewes, Professor für Genomorientierte Bioinformatik an der TUM. Anschließend bestätigten sie das computergenerierte Signalweg-Modell ausführlich in Zellexperimenten.

"Das Ergebnis war durchaus interessant: Das ganze System funktioniert als Feedback-Schleife. Im Alarmzustand beeinflussen zuerst die Stammzellen das Verhalten der Gewebezellen - diese dann rückwirkend auch wieder das der Stammzellen und zwar für einen sehr wichtigen Schritt: Sie regen die Stammzellen zur Selbsterneuerung an", so Oostendorp.

Mit den Ergebnissen lässt sich nun ein klares Bild zeichnen: im Alarmmodus geben die Stammzellen Signalstoffe ab, die wiederum Gewebezellen dazu veranlassen den Botenstoff CTGF abzusondern. Dieser ist essenziell für den Erhalt der Stammzellen über die Selbsterneuerung. Fehlt CTGF, altern die Stammzellen und können keinen Nachschub bilden.

"Unsere Erkenntnisse könnten für Therapien gegen Leukämie wichtig sein. Hier sind die Stammzellen hyperaktiv und teilen sich unkontrolliert", so Oostendorp. "Leukämische Blutzellen befinden sich im ständigen Alarmmodus und wir würden daher eine ähnliche Wechselwirkung mit den Gewebezellen erwarten".

Bisher seien aber nur die eigentlichen defekten Stammzellen im Fokus. "Aus unserer jetzigen Sicht wäre es wichtig, auch die Umgebungszellen in Therapieansätze zu integrieren, da sie starken Einfluss auf das Teilungsverhalten der Stammzellen haben", sagt der Wissenschaftler. (eb)