Neuer Weg zur Erforschung von Blutstammzellen

Forscher aus Ulm, Dresden und Leipzig haben ein Mausmodell entwickelt, das die Transplantation von Blutstammzellen ohne vorherige Bestrahlung ermöglicht. Weitere Untersuchungen sollen jetzt klären, ob sich das Verfahren auch auf menschliche Zellen übertragen lässt. Sollte das gelingen, könnten diese Tiere auch für Untersuchungen zur Funktion menschlicher Blutstammzellen, von Infektionskrankheiten oder Krebserkrankungen nützlich sein.

Blutstammzellen lassen sich am besten im lebenden Organismus erforschen. © UK Ulm, Rodewald

Wie Stammzellen des Blutes funktionieren, lässt sich am besten im lebenden Organismus erforschen; außerhalb des Organismus gewonnene Erkenntnisse seien nicht aussagekräftig genug. Dafür müssen die Blutstammzellen eines Spenders in einen Empfänger transplantiert werden.

Bislang musste sich dieser einer Bestrahlung aus zwei Gründen aussetzen: zum einen muss sein Immunsystem so geschwächt werden, dass es die Spenderzellen nicht abstößt, und zum anderen müssen eigene Stammzellen beschädigt werden und den gespendeten Zellen Platz in der Stammzellnische machen, damit diese dort anwachsen können.

Transplantierte Zellen wachsen ohne Bestrahlung an

Immunologe Prof. Hans-Reimer Rodewald © privat

An der Universität Ulm hat ein Immunologen-Team um Claudia Waskow (jetzt am DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden) und Hans-Reimer Rodewald in Zusammenarbeit mit Rosel Blasig vom Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin, ein Mausmodell entwickelt, in dem transplantierte Blutstammzellen ohne vorherige Bestrahlung in den Empfängertieren anwachsen und sich somit besser erforschen lassen.

In der Fachzeitschrift „Nature Methods“ erläutern die Forscher ihr Vorgehen: „Wir haben drei genetische Mutationen miteinander kombiniert. Nur alle drei zusammen in einem Organismus erlauben eine Transplantation von blutbildenden Stammzellen ohne vorherige Bestrahlung“, erklärt Claudia Waskow. Die Mutationen waren nach Waskows Angaben schon bekannt.

Eine schwächt, zwei andere schaffen Platz

Mit dem entwickelten Mausmodell scheint eine belastende und nebenwirkungsreiche Bestrahlung nicht mehr notwendig zu sein: Während die eine Mutation durch den gestörten Wachstumsfaktor Rezeptor Kit (KitW/Wv) den Spenderzellen mehr Platz in den Stammzellnischen bietet, schwächen die anderen beiden Mutationen das Immunsystem. Dadurch akzeptiert der Körper alle - auch fremde - Blutstammzellen unabhängig von ihrer Verträglichkeit mit dem eigenen Gewebe.

„Da wir die von uns entwickelten Mäuse nicht mehr bestrahlen müssen, bleiben alle Organe einschließlich des Knochenmarks unbeschädigt.“ Wichtige Prozesse von Blutstammzellen lassen sich so unter wesentlich natürlicheren Bedingungen erforschen, wie zum Beispiel das „Homing“, bei dem die transplantierten Zellen vom Blut in das Knochenmark wandern, um sich dort dauerhaft anzusiedeln.

Literatur:
C. Waskow, V. Madan, S. Bartels, C. Costa, R. Blasig, H.-R. Rodewald: Hematopoietic stem cell transplantation without irridation, in: Nature Methods, online 8.3. 09 (doi:10.1038/nmeth.1309)

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