Apoptosehemmung könnte Transplantations­erfolg von Blutstammzellen verbessern

Freiburg/New York – Eine Möglichkeit, den Transplantationserfolg von Blutstamm­zellen durch eine Hemmung des programmierten Zelltods zu verbessern, haben Forscher des Universitätsklinikums Freiburg jetzt im Journal of Experimental Medicine beschrieben (2017; doi: 10.1084/jem.20161721).

Aus hämatopoetischen Stammzellen kann eine Vielzahl von Blutzellen entstehen. Darum eignen sie sich zur Behandlung unterschiedlichster Krankheiten, wie therapie­resistenten Leukämien, Immundefekten oder Sichelzellanämie. Dafür können gesunde Stammzellen von einem passenden Spender auf den Patienten übertragen werden. Etablieren sich die Zellen erfolgreich im Knochenmark, beginnen sie nach wenigen Tagen mit der Produktion gesunder Blutzellen.

Übertragung anstrengend

Allerdings ist die Übertragung für die Stammzellen sehr anstrengend und viele von ihnen sterben, bevor sie im Knochenmark anwachsen können. Das hat bislang die Bildung gesunder Blutzellen stark verzögert oder sogar verhindert, was insbesondere dann zum Problem wird, wenn nur wenige Spenderzellen gewonnen werden können. Nabelschnurblut etwa enthält laut den Freiburger Forschern zu wenige Blutstamm­zellen, um für die Transplantation erwachsener Patienten verwendet zu werden.

Im Mausmodell blockierten die Forscher um Miriam Erlacher jetzt vor der Übertragung von Maus-Stammzellen deren Fähigkeit, kontrolliert abzusterben. Dadurch nisteten sich mehr Zellen im Knochenmark ein und es kam zu einer effizienteren Blutbildung. Da die Blockade zeitlich befristet war, stieg die Gefahr einer krankhaften Zell­vermehrung nicht an.

Die Transplantations-assoziierte Apoptose wird durch die zwei Proteine BIM und BMF gesteuert. Eine dauerhafte Blockade dieser Proteine erhöht zwar die Chance einer erfolgreichen Transplantation, allerdings steigert eine solche erzwungene Unsterblich­keit der Zellen das Risiko für Autoimmunerkrankungen und Krebserkrankungen.

In diesem Projekt isolierte das Team um Erlacher Blutstammzellen aus dem Knochen­mark von Mäusen und schleuste ein Gen ein, wodurch die Zellen für rund sieben bis neun Tage das Protein BCL-XL herstellen konnten. BCL-XL wiederum blockiert BIM und BMF und verhindert so den Zelltod. Dadurch wurde die Wahrscheinlichkeit deutlich erhöht, dass sich die Zellen in das Knochenmark der Empfängertiere einnisteten und Blutzellen produzierten. Gleichzeitig wurde das Risiko krankhafter Veränderungen nicht gesteigert.

„Sollte die neue Methode auf menschliche Blutstammzellen übertragbar sein, könnten zukünftig Patienten, die unter Erkrankungen des blutbildenden Systems leiden, mit deutlich weniger Stammzellen behandelt werden. Das würde die Erfolgsaussichten einer Transplantation erhöhen und die Nebenwirkungen reduzieren“, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

hil