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Erstmals Erythrozyten aus Stammzellen gezüchtet

Mittwoch, 20. August 2008

Worcester – US-Forschern ist es gelungen, embryonale Stammzellen in ausgereifte Erythrozyten zu differenzieren. Nach der Publikation in Blood (2008; doi: 10.1182/Blood-2008-05-157198) verfügen die Zellen, die im Labor in größerer Menge produziert wurden, über eine hohe Sauerstofftransportfähigkeit.

Erythrozyten gehören zu den am einfachsten aufgebauten Zellen des menschlichen Körpers. Es handelt sich im Prinzip um kleine mit dem Blutfarbstoff Hämoglobin gefüllte Säckchen, deren einzige Aufgabe im Sauerstoff/Kohlendioxidtransport besteht. Ihre Produktion im Knochenmark ist allerdings ein hochkomplexer Prozess, der mit der Schrumpfung des Zellkerns und schließlich seiner aktiven Ausstoßung verbunden ist.

Das Kunststück, diesen biologischen Vorgang im Labor zu reproduzieren, ist jetzt offenbar der Gruppe um Robert Lanza von der Firma Advanced Cell Technology in Worcester/Massachusetts gelungen. Etwa 60 Prozent der Erythrozyten, welche die Forscher aus humanen embryonalen Stammzellen im Labor gezüchtet haben, entledigten sich in den Kulturmedien von selbst ihrer Zellenkerne. 

Der Trick bestand offenbar darin, die Stammzellen auf Bindegewebszellen (Stroma) aus dem Knochenmark zu vermehren, wo sie sich, angeregt durch die richtige „Mischung“ von Wachstumsfaktoren, in Erythrozyten ausdifferenzierten. Die kernlosen Erythrozyten haben die “richtige” Größe von sechs bis acht Mikrometer, sie könnten also bis in die engen Kapillaren gelangen, wo der Sauerstoffaustausch stattfindet.

Auch die Sauerstoffbindungskurve, eine physiologische Voraussetzung für die Weitergabe des Sauerstoffs an die Gewebezellen, soll der von normalen Erythrozyten vergleichbar sein. Schließlich verspricht das Team, zu dem auch Mediziner der Mayo Clinic in Rochester gehören, dass sie in der Lage wären, größere Mengen der roten Blutkörperchen herzustellen. Die Ausbeute liege pro Stammzellansatz im Bereich von 10 bis 100 Milliarden Erythrozyten. Zum Vergleich: Der menschliche Körper produziert etwa 200 Milliarden Erythrozyten pro Tag.

Was fehlt, ist – neben der Validierung der Ergebnisse, der dann klinische Studien folgen könnte – die „richtige“ Blutgruppe. Der größte Bedarf der Blutbanken besteht nach der universell transfundierbaren Blutgruppe „Null negativ“, doch diese seltene Blutgruppeneigenschaft gibt es in keiner der in den USA zugelassenen Stammzellen, berichteten die Forscher der Presse.

Im nächsten Schritt wollen sie mit induzierten pluripotenten Stammzellen experimentieren, die aus Fibroblasten der Haut gewonnen werden. Dies würde, sofern es denn technisch gelänge, der Transfusionsmedizin geradezu fantastische Perspektiven eröffnen. Aus den Blutbanken, die heute unter erheblichem Aufwand Blutspenden sammeln, prüfen und weiterleiten, könnten „Blutfarmen“ werden, in denen nach Bedarf Erythrozyten gezüchtet würden. Ob dies machbar ist und wie lange der Weg dahin dauern wird, lässt sich kaum vorhersehen.

Erwähnt sei, dass die Firma Advanced Cell Technology, die in den letzten Monaten mehrmals in den Medien mit sogenannten Durchbrüchen in der Stammzellforschung glänzte, unter erheblichem wirtschaftlichen Druck steht. Da die Forschungsergebnisse bisher keine medizinische Anwendung fanden, sind die Sponsoren zurückhaltend. Advanced Cell Technology musste das Personal bis auf 12 Mitarbeitern reduzieren und zeitweise sei sogar das Telefon abgestellt gewesen, beklagt Lanza. © rme/aerzteblatt.de

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