Wissenschaftler haben bei Mäusen drei genetische Mutationen so kombiniert, dass sich blutbildende Stammzellen ohne vorherige Bestrahlung von einem Spender in einen Empfänger übertragen lassen. Wenn dieses jetzt in „Nature Methods“ vorgestellte Verfahren auch beim Menschen funktioniert, könnte dies den Empfängern von Knochenmarkstransplantationen viel Leid ersparen.
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Zwischen Spender und Empfänger von Blutstammzellen besteht normalerweise eine Gewebeunverträglichkeit, die zur Abstoßung der Zellen durch das Immunsystem des Empfängers führt. Daher ist im Vorfeld eine Bestrahlung notwendig, die das Immunsystem des Empfängers schwächt. Die zweite Herausforderung nach einer Transplantation ist die Einnistung der Spenderzellen in spezialisierten Nischen, welche die Funktion der Spenderzellen erlauben. Die Nischen sind in einem gesunden Empfänger von eigenen Blutstammzellen besetzt. Diese werden durch die Bestrahlung geschädigt, so dass die Spenderzellen sie ersetzen können. Bestrahlung ist andererseits sehr belastend für den Körper und hat schwere Nebenwirkungen.
An der Universität Ulm hat ein Immunologen- Team um Claudia Waskow, jetzt am DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden – CRTD, und Hans-Reimer Rodewald in Zusammenarbeit mit Rosel Blasig vom Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin, ein Mausmodell entwickelt, in dem transplantierte Blutstammzellen ohne vorherige Bestrahlung
in den Empfängertieren anwachsen und sich somit besser erforschen lassen.
Drei Mutationen kombiniert
In der aktuellen Ausgabe von Nature Methods lüften die Wissenschaftler das Geheimnis dahinter: „Wir haben drei genetische Mutationen miteinander kombiniert. Nur alle drei zusammen in einem Organismus erlauben eine Transplantation von blutbildenden Stammzellen ohne vorherige Bestrahlung“, erklärt Claudia Waskow vom CRTD. „Alle drei Mutationen waren bisher bekannt, wir sind einen Schritt weiter gegangen und haben sie alle in einer Maus zusammengeführt.“
Während die eine Mutation durch den gestörten Wachstumsfaktor Rezeptor Kit (KitW/Wv) mehr Platz in den Stammzellnischen für die Spenderzellen bietet, haben die anderen beiden Mutationen ein schwaches Immunsystem zur Folge, was die Spenderzellen nicht abstößt. Dadurch akzeptiert der Körper alle – auch fremde – Blutstammzellen unabhängig von ihrer Verträglichkeit mit dem eigenen Gewebe.
Bessere Erforschung von Stammzellverhalten im Empfänger
Dieser Fortschritt im Mausmodell ist für die Stammzellforscher ein wichtiger Durchbruch, denn er ermöglicht eine bessere Erforschung einer solchen Transplantation. „Wie sich gespendete Blutstammzellen im Körper verhalten, lässt sich nur in vivo untersuchen. Beobachtungen außerhalb des Organismus sind oft nicht aussagekräftig genug.“, so Waskow. „Da wir die von uns entwickelten Mäuse nicht mehr bestrahlen müssen, bleiben alle Organe einschließlich des Knochenmarks unbeschädigt.“Wichtige Prozesse von Blutstammzellen lassen sich so unter wesentlich
natürlicheren Bedingungen erforschen, wie zum Beispiel das „Homing“, bei dem die transplantierten Zellen vom Blut in das Knochenmark wandern, um sich dort dauerhaft anzusiedeln.
Ob auch menschliche Zellen von diesen Mutanten ohne Bestrahlung angenommen werden, und zwar besser als in den bisher verfügbaren Modellen, müssen weitere Untersuchungen zeigen. Sollte das der Fall sein, könnten diese Tiere auch für Untersuchungen zur Funktion menschlicher Blutstammzellen, von Infektionskrankheiten oder Krebserkrankungen nützlich sein. In weiteren Studien möchten sich Claudia Waskow und Hans-Reimer Rodewald auf diese Fragen konzentrieren, um einen Beitrag zum besseren Verständnis von Blutstammzellen bei Aufbau und Erhalt des Immunsystems zu leisten.
(Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden, 09.03.2009 – NPO)
