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Stammzellforschung: Frisches Blut in Mäusen gezüchtet

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Rote Blutkörperchen: Sind sie krank, stockt die Sauerstoffversorgung im Körper Zur Großansicht
Corbis

Rote Blutkörperchen: Sind sie krank, stockt die Sauerstoffversorgung im Körper

Forscher haben erwachsene Blutzellen in Blutstammzellen zurückprogrammiert. In Mäusen entwickelte sich aus diesen gesundes, neues Blut. Die Erkenntnisse könnte eines Tages genutzt werden, um Erkrankungen des blutbildenden Systems zu behandeln.

Blutstammzellen - sie sind selten, werden aber für die Behandlung von zahlreichen Krankheiten benötigt, bei denen Blutzellen nicht mehr richtig gebildet werden. Die bekannteste ist wohl Blutkrebs, Leukämie. Oft kann nur eine Stammzellspende die Patienten retten. Doch die Suche nach einem passenden Spender ist schwierig. Deshalb hoffen Forscher, Blutstammzellen eines Tages aus anderen Zellen von Patienten im Labor züchten zu können. Auf dem Weg dorthin sind sie nun einen Schritt weiter gekommen.

Das Besondere an Blutstammzellen ist, dass sie sich in alle Blutzellen des Körpers verwandeln können - etwa rote und weiße Blutkörperchen, die den Körper mit Sauerstoff versorgen oder vor Krankheiten schützen. Derrick Rossi von der Harvard University und vom Boston Children's Hospital und sein Team haben nun erstmals vollständig entwickelte Blutzellen von Mäusen in Blutstammzellen zurückprogrammiert, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin "Cell".

Manipulation mit Protein-Cocktail

Ließe sich die Methode auf den Menschen übertragen, wäre ein wichtiger Schritt getan: Der Erfolg einer Stammzelltransplantation hängt entscheidend von der Menge der Blutstammzellen ab, die aus dem Blut oder Knochenmark des Spenders in den Empfänger übertragen werden können. "Nur etwa eine unter 20.000 Zellen im Knochenmark ist eine Blutstammzelle", erklärt Rossi. "Wenn wir Blutstammzellen aus anderen Zellen des selben Patienten herstellen könnten, könnte das die Transplantationsmedizin grundlegend verändern."

Das Rezept der Forscher, um erwachsene Blutzellen in Blutstammzellen zurückzuprogrammieren, besteht aus Genen für acht sogenannte Transkriptionsfaktoren, Proteine, die bestimmen, ob Gene an oder abgeschaltet werden. Das besondere an dem Faktor-Cocktail der Forscher: Die Transkriptionsfaktoren werden nur in Blutstammzellen hergestellt, nicht in den Folgestufen der Zellen. Sie sind also typisch für Blutstammzellen.

"Die Blutzellproduktion geht in nur eine Richtung", erklärt Rossi. "Von Stammzellen, zu Vorläuferzellen, zu ausgewachsenen Zellen. Wir wollten den Prozess umkehren." Also schleusten die Forscher die Gene für alle acht Faktoren in Vorläuferzellen von verschiedenen Blutzellen ein und transplantierten sie in Mäuse. Zusätzlich wiederholten sie das Experiment mit erwachsenen Blutzellen von Mäusen. Das Ergebnis: Aus den eingeschleusten Zellen entwickelte sich in den Mäusen das gesamte Repertoire an Blutzellen. Offenbar hatten die Zellen mit Hilfe des Faktor-Cocktails die Fähigkeit wiedererlangt, sich in alle Blutzellformen zu verwandeln - wie echte Blutstammzellen.

Der Identität der Blutzellen auf der Spur

"Dass Blutstammzellen so rar sind, ist derzeit das größte Problem für deren klinische Anwendung", kommentiert Sebastian Carotta, der bis vor kurzem am Walter und Eliza Hall Institute of Medical Research in Melbourne an einem ähnlichen Projekt mit Blutstammzellen geforscht hat und nicht an der aktuellen Studie beteiligt ist. Es gebe zwei Optionen, das Problem zu lösen: Man müsse Möglichkeiten finden, die Zellen in der Zellkulturschale zu vermehren. Oder man könne versuchen, erwachsene Blutzellen umzuprogrammieren. "Und genau dies ist der Gruppe um Rossi zum ersten Mal gelungen."

Carotta hält die Studie für "gründlich gemacht " und die Daten für glaubwürdig. Auch Hannes Klump, der an der Uni-Klinik Essen erforscht, wie sich Blutstammzellen im Labor herstellen lassen, hat an der Qualität der Arbeit nichts auszusetzen. Was die baldige Anwendung in der Praxis angeht, sind die Forscher aber vorsichtig. "Das Verkaufsargument ist hier natürlich, dass man damit in Zukunft patientenspezifische Blutstammzellen in der Kulturschale herstellen könnte", sagt Klump. Derzeit gehe es aber vor allem noch darum, grundlegend zu verstehen, wie Blutzellen ihre Identität erhalten.

Im nächsten Schritt muss sich zeigen, ob der Faktor-Cocktail bei menschlichen Blutzellen überhaupt Wirkung zeigt und ob sich auch andere Zellen des Körpers zu Blutstammzellen umprogrammieren lassen. "Es kann sein, dass diese und andere Studien irgendwann dazu beitragen, neue oder bessere Therapien gegen Blutkrankheiten zu entwickeln oder die Krankheiten überhaupt erst zu verstehen", sagt Klump. "Noch sind wir aber am Anfang."

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Medizinischer Durchbruch

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insgesamt 12 Beiträge
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1. Jaja, mit Mäusen macht man Mäuse.
mcvitus 28.04.2014
Dass hier unzählige fühlende Lebewesen grausam gequält und umgebracht werden interessiert nur wenige. Ich weiß, ich weiß, es geht ja um die Krone der Schöpfung.
2. @mcvitus
s342 28.04.2014
Der Mensch wird genauso gequält, Chemotherapien sind auch nur Experimente. Anfreunden kann ich mit Tierversuchen auch nicht, aber wahrscheinlich hat man keine andere Wahl. Noch nicht.
3. @Beitrag Nr. 2
mcvitus 28.04.2014
Also alternativlos? Man hat IMMER eine andere Wahl, ausgenommen beim sterben.
4. @mcvitus
tistoffa 28.04.2014
Darf ich davon ausgehen, dass Du noch NIE in deinem Leben ein Medikament eingenommen hast? Ansonsten sollte man sich mit Kritik an der Forschung von der man selber profitiert zurückhalten..
5. Nö
derjansel 28.04.2014
Zitat von mcvitusAlso alternativlos? Man hat IMMER eine andere Wahl, ausgenommen beim sterben.
Nachbau, Simulation, andere Techniken sind leider erst anwendbar, wenn das Grundprinzip verstanden ist. Zellkulturen? Vielleicht, manchmal. Aber das ist dann kein Test, ob es wirklich angenommen wird. Logischerweise: Mäuse zu benutzen, für solche Tests ist der langsamste Weg. Würde es andere Wege geben, sie wären alle günstiger und schneller.
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Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)
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Zellen reprogrammieren - nur durch Zugabe von Molekülen und ohne Veränderung des Erbgutes. Dies gelang Forschern erstmals im April 2009. Damit räumten sie potentielle Risiken aus, die das Einschleusen der Reprogrammiergene barg.
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Keimbahn-Stammzellen können normalerweise nur Spermien erzeugen. Aber man kann sie auch in pluripotente Stammzellen verwandeln. Diese "germline derived pluripotent stem cells" (gPS) bieten ein großes Potential, denn ihr Erbgut ist noch relativ unbeschädigt. Forschern gelang die Verwandlung an Hodenzellen von Mäusen - nur durch ganz bestimmte Zuchtbedingungen.
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Nicht nur Embryonen sind eine Quelle der Zellen, aus denen sich verschiedene Arten menschlichen Gewebes entwickeln können. In etwa 20 Organen inklusive der Muskeln, der Knochen, der Haut, der Plazenta und des Nervensystems haben Forscher adulte Stammzellen aufgespürt. Sie besitzen zwar nicht die volle Wandlungsfähigkeit der embryonalen Stammzellen, bereiten aber auch keine ethischen Probleme: Einem Erwachsenen werden die adulten Stammzellen einfach entnommen und in Zellkulturen durch Zugabe entsprechender Wachstumsfaktoren so umprogrammiert, dass sie zu den gewünschten Gewebearten heranreifen.
Ethik und Recht
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