Alles eine Frage der Kommunikation: Mithilfe von Fröschen haben Forscher eine bislang unbekannte Aufgabe von zwei Botenstoffen für die Zellkommunikation im Embryo entschlüsselt. Nur wenn beide zusammenarbeiten, rutschen Herz, Leber und Milz auf den rechten Fleck. Auch im erwachsenen Körper sind beide wichtig: Wird ihr Zusammenspiel gestört, könnte dies ein Auslöser für Krebs sein, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Current Biology“.
Im Allgemeinen ist der Botenstoff Serotonin als sogenanntes Glückshormon bekannt. Tatsächlich regelt die Substanz viele Funktionen im Körper. So etwa im Gehirn, im Nervensystem des Magens oder im gesamten Darm. Der Botenstoff Wnt ist ein ähnlicher Vielkönner: Beim Froschembryo sorgt er für die Ausprägung der Kopf-Schwanz-Achse. Bei der Fliege lässt er die Flügel wachsen.
Das Team um den Entwicklungsbiologen Professor Martin Blum von der Universität Hohenheim entdeckte nun, dass die beiden Botenstoffe zusammen in Embryonen für die Rechts-Links-Asymetrie zuständig sind: Zusammen steuern sie einen Teil der Zellkommunikation im Frühstadium von Embryonen und sorgen so dafür, dass die Organe an den richtigen Platz wandern.
Der Strom, der Embryos bewegt
Dazu lösen Serotonin und Wnt nach Angaben der Wissenschaftler einen ziemlich komplexen Mechanismus aus. Nach der Befruchtung teilt sich die Eizelle in Form eines symmetrischen Zellhaufens. Doch schon nach wenigen Stunden lassen Serotonin und Wnt winzige Geißelhärchen auf speziellen Zellen wachsen, die sich propellerartig drehen. Die koordinierte Bewegung initiiert dann einen Flüssigkeitsstrom an der Zelloberfläche, der sich zielstrebig von rechts nach links bewegt.
Erst dieser Reiz schaltet in einem Teil der Zellen jene Gene an, die dafür zuständig sind, dass die Organe ihren Platz im Körper finden, so die Forscher. Grundvoraussetzung bleibe, dass beide Botenstoffe, Serotonin und Wnt, zusammenspielen müssen. „Wenn einer von beiden fehlt, kommt der Prozess nicht erst in Gang. Dann bilden sich Defekte im Embryo aus“, erklärt Blum.
Möglicher Ansatz für neue Krebstherapien
Doch auch für erwachsene Menschen scheint es lebensnotwendig, dass Serotonin und Wnt perfekt zusammenspielen: Wenn nicht, dann „teilen sich Zellen, die sich einfach nicht teilen sollen“, sagt Blum.
Ein mögliches Ergebnis wäre Krebs. Denn „dessen Tumore bestehen aus Zellen, die denen eines Embryos näher stehen, als denen eines Erwachsenen“, erklärt der Wissenschaftler: „Die gehen einen ganz kleinen Schritt rückwärts, sehen ein klein wenig embryonaler aus.“
Somit könnten sich die Erkenntnisse aus der Hohenheimer Grundlagenforschung künftig auch für neue Ansätze in der Krebstherapie nutzen lassen. „Der erste Schritt wäre, an Krebspatienten zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen Erkrankung und Serotoninspiegel gibt“, so Blum. Ein Thema, das Mitglieder seiner Arbeitsgruppe in Kooperation mit der Universität Heidelberg nun vertiefen wollen. (Current Biology, 2011; doi:10.1016/j.cub.2011.11.027)
(Universität Hohenheim, 19.12.2011 – DLO)
