Frisches Blut in Mäusen gezüchtet
Baku, den 28. April (AZERTAG). Forscher haben erwachsene Blutzellen in Blutstammzellen zurückprogrammiert. In Mäusen entwickelte sich aus diesen gesundes, neues Blut. Die Erkenntnisse könnte eines Tages genutzt werden, um Erkrankungen des blutbildenden Systems zu behandeln.
Blutstammzellen - sie sind selten, werden aber für die Behandlung von zahlreichen Krankheiten benötigt, bei denen Blutzellen nicht mehr richtig gebildet werden. Die bekannteste ist wohl Blutkrebs, Leukämie. Oft kann nur eine Stammzellspende die Patienten retten. Doch die Suche nach einem passenden Spender ist schwierig. Deshalb hoffen Forscher, Blutstammzellen eines Tages aus anderen Zellen von Patienten im Labor züchten zu können. Auf dem Weg dorthin sind sie nun einen Schritt weiter gekommen.
Das besondere an Blutstammzellen ist, dass sie sich in alle Blutzellen des Körpers verwandeln können - etwa rote und weiße Blutkörperchen, die den Körper mit Sauerstoff versorgen oder vor Krankheiten schützen. Derrick Rossi von der Harvard University und vom Boston Children's Hospital und sein Team haben nun erstmals vollständig entwickelte Blutzellen von Mäusen in Blutstammzellen zurückprogrammiert, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Cell“.
Manipulation mit Proteincocktail - Ließe sich die Methode auf den Menschen übertragen, wäre ein wichtiger Schritt getan: Der Erfolg einer Stammzelltransplantation hängt entscheidend von der Menge der Blutstammzellen ab, die aus dem Blut oder Knochenmark des Spenders in den Empfänger übertragen werden können. „Nur etwa eine unter 20.000 Zellen im Knochenmark ist eine Blutstammzelle“, erklärt Rossi. „Wenn wir Blutstammzellen aus anderen Zellen des selben Patienten herstellen könnten, könnte das die Transplantationsmedizin grundlegend verändern.“
Das Rezept der Forscher, um erwachsene Blutzellen in Blutstammzellen zurück zu programmieren, besteht aus Genen für acht sogenannte Transkriptionsfaktoren, Proteine, die bestimmen, ob Gene an oder abgeschaltet werden. Das besondere an dem Faktor-Cocktail der Forscher: Die Transkriptionsfaktoren werden nur in Blutstammzellen hergestellt, nicht in den Folgestufen der Zellen. Sie sind also typisch für Blutstammzellen.
„Die Blutzellproduktion geht in nur eine Richtung“, erklärt Rossi. „Von Stammzellen, zu Vorläuferzellen, zu ausgewachsenen Zellen. Wir wollten den Prozess umkehren.“ Also schleusten die Forscher die Gene für alle acht Faktoren in Vorläuferzellen von verschiedenen Blutzellen ein und transplantierten sie in Mäuse. Zusätzlich wiederholten sie das Experiment mit erwachsenen Blutzellen von Mäusen. Das Ergebnis: Aus den eingeschleusten Zellen entwickelte sich in den Mäusen das gesamte Repertoire an Blutzellen. Offenbar hatten die Zellen mithilfe des Faktor-Cocktails die Fähigkeit wiedererlangt, sich in alle Blutzellformen zu verwandeln - wie echte Blutstammzellen.
Der Identität der Blutzellen auf der Spur - „Dass Blutstammzellen so rar sind, ist derzeit das größte Problem für deren klinische Anwendung“, kommentiert Sebastian Carotta, der bis vor kurzem am Walter und Eliza Hall Institute of Medical Research in Melbourne an einem ähnlichen Projekt mit Blutstammzellen geforscht hat und nicht an der aktuellen Studie beteiligt ist. Es gebe zwei Optionen das Problem zu lösen: Man müsse Möglichkeiten finden, die Zellen in der Zellkulturschale zu vermehren. Oder man könne versuchen erwachsene Blutzellen umzuprogrammieren. „Und genau dies ist der Gruppe um Rossi zum ersten Mal gelungen.“
Carotta hält die Studie für „gründlich gemacht“ und die Daten für glaubwürdig. Auch Hannes Klump, der an der Uniklinik Essen erforscht, wie sich Blutstammzellen im Labor herstellen lassen, hat an der Qualität der Arbeit nichts auszusetzen. Was die baldige Anwendung in der Praxis angeht, sind die Forscher aber vorsichtig. „Das Verkaufsargument ist hier natürlich, dass man damit in Zukunft patientenspezifische Blutstammzellen in der Kulturschale herstellen könnte“, sagt Klump. Derzeit gehe es aber vor allem noch darum, grundlegend zu verstehen, wie Blutzellen ihre Identität erhalten.
Im nächsten Schritt muss sich zeigen, ob der Faktor-Cocktail bei menschlichen Blutzellen überhaupt Wirkung zeigt und ob sich auch andere Zellen des Körpers zu Blutstammzellen umprogrammieren lassen. „Es kann sein, dass diese und andere Studien irgendwann dazu beitragen, neue oder bessere Therapien gegen Blutkrankheiten zu entwickeln oder die Krankheiten überhaupt erst zu verstehen“, sagt Klump. „Noch sind wir aber am Anfang.“
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