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Medizin

Wissenschaftler wandeln Körperzellen in definierte neurale Stammzellen um

Mittwoch, 9. Januar 2019

/slonme, stockadobecom

Heidelberg – Wissenschaftlern des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und des Stammzellinstituts HI-STEM in Heidelberg ist es gelungen, menschliche Blutzellen auf direktem Weg zu einem bisher unbekannten Typ von neuralen Stammzellen umzuprogrammieren. Diese induzierten Stammzellen lassen sich in der Kulturschale unbegrenzt vermehren und modifizieren. Sie gleichen jenen, die während der frühen Embryonalentwicklung des zentralen Nervensystems vorkommen. Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell erschienen (2018; doi: 10.1016/j.stem.2018.11.015). 

2006 hatte der Japaner Shinya Yamanaka erkannt, dass sich pluripotente embryonale Stammzellen auch im Labor herstellen lassen – aus bereits ausgereiften Körperzellen. Er erhielt dafür 2012 den Nobelpreis für Medizin.

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Den Forschern um Andreas Trumpp, Direktor des Stammzellinstituts HI-STEM in Heidelberg, ist es jetzt gelungen, ausgereifte menschliche Zellen derart zu reprogrammieren, dass ein definierter Typ von induzierten neuralen Stammzellen entsteht, der sich nahezu unbegrenzt vermehren lässt. „Für die Reprogrammierung haben wir, ähnlich wie Yamanaka, vier genetische Faktoren eingesetzt, allerdings andere“, erklärt Marc Christian Thier, Erstautor der Studie.

Gemeinsam mit dem Stammzellforscher Frank Edenhofer von der Universität Innsbruck und der Neurowissenschaftlerin Hannah Monyer, DKFZ und Universitätsklinikum Heidelberg, konnten die Forscher verschiedene menschliche Zellen reprogrammieren: Bindegewebszellen der Haut oder der Bauchspeicheldrüse sowie periphere Blutzellen. „Die Herkunft der Zellen hatte dabei keinen Einfluss auf die Eigenschaften der gewonnenen Stammzellen“, so Thier. Insbesondere die Möglichkeit, neurale Stammzellen ohne invasiven Eingriff aus dem Blut von Patienten zu gewinnen, bedeute einen entscheidenden Vorteil für künftige Therapieansätze, so die Forscher.

Bei den reprogrammierten Zellen der Heidelberger handelt es sich um einen homogenen Zelltyp, der einem Stadium neuraler Stammzellen ähnelt, der während der Embryonalentwicklung des Nervensystems vorkommt. Dabei handelt es sich um induzierte Stammzellen der Neuralplatte (induced Neural Plate Border Stem Cells, iNBSCs), der ersten Struktur des Nervensystems, die in der Embryonalentwicklung auftritt und breites Entwicklungspotenzial hat. Die iNBSC der Heidelberger Wissenschaftler sind multipotent und können sich in 2 verschieden Richtungen weiterentwickeln. Sie können einerseits zu Zellen des zentralen Nervensystems werden. Andererseits können sie sich zu Zellen der Neuralleiste entwickeln, aus denen wiederum verschiedene Zelltypen hervorgehen, etwa periphere sensible Nervenzellen oder Knorpel und Knochen des Schädels. 

Mit der Genschere CRISPR/Cas9 können die iNBSC modifiziert oder genetische Defekte repariert werden. „Sie sind daher sowohl für die Grundlagenforschung und die Suche nach neuen Wirkstoffen interessant, als auch für die Entwicklung regenerativer Therapien, etwa bei Patienten mit Erkrankungen des Nervensystems. Bis dahin wird allerdings noch eine Menge Forschungsarbeit notwendig sein“, betont Trumpp. © hil/aerzteblatt.de

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