Blutstammzellen auf zwei Wegen
Jetzt jedoch ist es gleich zwei Forschergruppen gelungen, blutbildende Stammzellen im Labor zu züchten und sie zu reifen Blutzellen heranwachsen zu lassen. “Wir sind damit verlockend nahe dran, künftig menschliche Blutstammzellen im Reagenzglas zu erzeugen”, sagt George Daley vom Boston Children’s Hospital, Leiter einer der beiden Arbeitsgruppen. Er und seine Kollegen kombinierten für ihr Experiment zwei bereits etablierte Methoden. Im ersten Schritt setzten sie induzierte menschliche Stammzellen chemischen Signalen aus, die sie dazu brachten, sich in verschiedene Gewebe und Zelltypen zu differenzieren. Dadurch erzeugten sie auch hämogenisches Endothelium – ein embryonales Gewebe, aus dem später die Blutstammzellen entstehen. Im zweiten Schritt schleusten sie mit Hilfe eines Virus fünf Gene in diese Zellen ein. Diese fünf Transkriptionsfaktoren sorgten dafür, dass sich aus diesen Vorläuferzellen echte, aber noch unreife Blutstammzellen entwickelten.
Um diese Blutstammzellen heranreifen zu lassen und zu testen, ob sie imstande waren, Blutzellen zu produzieren, übertrugen die Forscher sie in das Knochenmark von Mäusen. Einige Wochen später entnahmen sie den Tieren Blutproben und analysierten sie. Das Ergebnis: Im Blut der Mäuse ließen sich tatsächlich kleine Mengen verschiedener menschlicher Blutzellen nachweisen. Neben Roten Blutkörperchen und deren Vorläuferzellen fanden die Wissenschaftler auch Vorläufer von Blutplättchen, Fresszellen und verschiedenen Lymphozyten, wie sie berichten. “Die Produktion von funktionsfähigen blutbildenden Stammzellen aus pluripotenten Vorläuferzellen ist ein lange angestrebtes Ziel der Hämatologie”, konstatieren Daley und seine Kollegen. Jetzt habe man den Weg dahin gefunden.
Die zweite Forschergruppe um Raphael Lis von Weill Cornell Medicine in New York erzeugte die Blutstammzellen noch direkter: Sie generierten sie aus ausgewachsenen Zellen der Aderwand von Mäusen. Durch einen ganz ähnlichen Cocktail von Transkriptionsfaktoren verwandelten sie diese voll ausdifferenzierten Zellen zurück in unreife Blutstammzellen. Die solcherart reprogrammierten Zellen übertrugen die Wissenschaftler dann in die Aderwand von Empfängermäusen. Auch in diesem Fall produzierten die im Labor gezüchteten und transplantierten Blutstammzellen verschiedene Arten von Blutzellen, wie Lis und seine Kollegen berichten. “Wir haben damit zum ersten Mal die Umwandlung von adulten Endothelzelllen in funktionsfähige multipotente Zellen demonstriert, die normalen Blutstammzelle entsprechen”, so die Forscher.
Hoffnung für Leukämie-Patienten
Dieser auf gleich zwei Wegen erzielte Erfolg könnte der Medizin und vor allem der Behandlung von Bluterkrankungen künftig neue Möglichkeiten eröffnen. Denn damit könnte es erstmals möglich werden, beispielsweise Leukämie-Patienten neue, gesunde Blutstammzellen ohne die Notwendigkeit einer Knochenmarksspende zu geben. “Man könnte die Zellen von diesen Patienten nehmen, ihre Defekte mit Hilfe von gentechnischen Methoden beheben und dann aus diesen reparierten Zellen neue Blutstammzellen züchten”, erklärt Ryohichi Sugimura vom Boston Children’s Hospital. “Dieser Durchbruch gibt uns auch das Potenzial, künftig einen endlosen Nachschub an Blut und Blutstammzellen zu erzeugen. Das könnte den Patienten zugutekommen, die eine Bluttransfusion benötigen.”
