Stammzellforscher züchten menschliche Hornhaut

Boston/Guangzhou – US-Forscher haben die menschlichen Stammzellen identifiziert, die vom Limbus corneae aus die Hornhaut regenerieren. Die Transplantation dieser hat laut Nature (2014; doi:10.1038/nature13426) erfolgreich Hornhautdefekte bei Mäusen repariert. Chinesischen Forschern ist es laut einer weiteren Studie in Nature (2014; doi: 10.1038/nature13465) gelungen, die Stammzellen aus Hautzellen zu generieren und damit bei Kaninchen Cornea-Defekte zu reparieren. Die Forschungsergebnisse könnten die Behandlung von Hornhautschäden mittelfristig erleichtern.

Der menschliche Körper kann auch schwere Cornea-Schäden reparieren, solange der Limbus, die Übergangsregion zur Konjunktiva, unbeschädigt ist. Im Limbus wurden deshalb schon lange die Stammzellen für die Regeneration der menschlichen Hornhaut vermutet. Es war aber bislang nicht möglich, sie dort von anderen Zellen zu unter­scheiden.

Dies ist jetzt der Gruppe um Markus und Natasha Frank vom Boston Children's Hospital und dem Brigham and Women's Hospital in Boston gelungen. Mit Hilfe von Antikörpern identifizierten die Forscher bei Mäusen und dann beim Menschen Zellen, die auf ihrer Oberfläche das Protein ABCB5 bilden.

ABCB5 war nicht nur ein Marker, mit dem die limbalen Stammzellen identifiziert werden. Das Protein ist auch für die Funktion der Stammzellen erforderlich. Mäuse, denen ein intaktes ABCB5-Gen fehlt, verloren die Fähigkeit, Cornea-Schäden nach einer Verwundung zu reparieren. In einem weiteren Experiment konnten die Forscher mit menschlichen Stammzellen die Hornhaut von Mäusen reparieren, die ansonsten aufgrund eines Stammzellmangels erblindet wären.

Die Forschungsergebnisse könnten die Behandlung von Hornhautschäden beim Menschen erleichtern. Derzeit ist bei schweren Hornhautschäden (mit Zerstörung der limbalen Stammzellen) eine Hornhauttransplantation erforderlich, die jedoch misslingt, wenn nicht genügend Stammzellen im Transplantat enthalten sind.

Mit Hilfe von Antikörpern gegen ABCB5 könnten künftig die Transplantate auf ihre Eignung geprüft werden. Augenärzte könnten künftig bei der Verletzung eines Auges die Stammzellen aus einer Gewebeprobe des gesunden Auges isolieren, im Labor an­züchten und auf das verletzte Auge transplantieren. Dies würde die Transplantation mit einer Spenderhornhaut überflüssig machen.

Bei einer Verletzung beider Augen könnte künftig sogar eine Reparatur der Cornea mit Stammzellen aus der Haut erfolgen. Die Voraussetzungen hierfür hat das Team um Yizhi Liu und Kang Zhang von der Sun Yat-sen University in Guangzhou gelegt. Die chine­sischen Forscher fanden heraus, das ein einzelnes Gen (PAX6) in der Lage ist, Epithelzellen der menschlichen Haut in limbale Stammzellen zu verwandeln. Mit diesen Zellen konnten die Forscher dann erfolgreich die Cornea-Defekte von Kaninchen reparieren, die aufgrund eines genetischen Defekts keine limbalen Stammzellen bilden und deshalb Hornhautschäden nicht selbstständig reparieren können.

rme