Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Geheimnis auf der Spur, wie Leukämiestammzellen immer wieder zu ihrem Jungbrunnen zurück finden

09.06.2011
Sowohl normale als auch entartete Blutstammzellen müssen mit ihrer Nische im Knochenmark in Kontakt bleiben, um sich wie in einem „Jungbrunnen“ immer wieder selbst erneuern zu können.

Wie sie den Kontakt zur Nische halten und welche Bedingungen dafür von Bedeutung sind, wollen Mediziner um Professor Anthony Ho und Chemiker um Professor Michael Grunze an der Universität Heidelberg gemeinsam herausfinden.

Dabei möchten sie vor allem klären, ob und welche Unterschiede es im Verhalten zwischen gesunden Blutstammzellen und Leukämiestammzellen gibt. Ziel ist es, daraus neue Behandlungsstrategien für akute Leukämien zu entwickeln.

Diejenigen Stammzellen, die für die Aufrechterhaltung des Blutsystems sorgen, sogenannte hämatopoietische Stammzellen, kurz HSC, befinden sich hauptsächlich in einer geschützten Umgebung im Knochenmark, der Stammzellnische. Sie verlassen diese nur unter Stress. Nach einer Trennung von dieser Stammzellnische oder nach einer Stammzelltransplantation können die HSC durch eine zielgerichtete Wanderung, das „homing“, die Nische im Knochenmark wiederfinden. Die Wanderung der Zellen wird dabei durch chemische Botenstoffe (Chemokine) gesteuert. Letztere werden von den Zellen der Nische produziert. Dadurch bildet sich ein Konzentrationsgradient aus, dem die Stammzellen zur Nische hin folgen und sich schließlich binden lassen. Ein wichtiges Botenstoffsystem für die Stammzellbindung ist das von Knochenmarkzellen produzierte Chemokin SDF-1α (stromal cell-derived factor 1 alpha) und dessen zugehöriger Rezeptor CXCR4, der auch auf der Stammzelloberfläche ausgeprägt wird.

Leukämiestammzellen (LSC) verhalten sich ähnlich wie normale Blutstammzellen. So binden sie ebenfalls an ihre Nische und sind dadurch geschützt. Sie teilen sich nur sehr langsam und entziehen sich daher der Wirkung konventioneller Chemotherapie – mit der fatalen Folge, dass die ruhenden LSC alle herkömmlichen Therapieformen überleben und für Rückfälle verantwortlich sind. Um Unterschiede in den Wechselwirkungen von HSC sowie LSC mit der Stammzellnische zu erforschen, haben die Forscherteams im Labor ein Knochenmark-Stammzell-Modellsystem konstruiert (vgl. Abbildung). Innerhalb dieser Mikrostrukturen ist es erstmals möglich, die Ausprägung des Botenstoffgradienten gezielt einzustellen – etwa durch unterschiedliche Länge oder Durchmesser des Verbindungskanals zwischen den einzelnen Kompartimenten.

Außerdem können die Forscher das Verhalten der Stammzellen unter dem Mikroskop genau beobachten. Daraus lassen sich Einflussgrößen auf die Wanderungs- und Bindungseigenschaften quantitativ und statistisch ermitteln. Besonders interessant sind die Wanderungsgeschwindigkeit der Zellen, die optimale Botenstoffkonzentration und die Unterschiede zwischen normalen und bösartigen Blutstammzellen. Auch ob die Stammzellen bei der Wanderung ein Gruppenverhalten zeigen, also zusätzlich Botenstoffe untereinander austauschen, wird in den Mikrostrukturen sichtbar.

Erste Experimente in den Mikrostrukturen haben gezeigt, dass HSC auf die chemischen Signale der Knochenmarkzellen reagieren. Auch eine Abhängigkeit des Wanderungsstarts von der Kanallänge, also von der Steilheit des Botenstoffgradienten, konnten die Forscher feststellen. Das entwickelte Modell, ein sogenanntes mikrofluidischen System, scheint sich insgesamt gut zu eigenen, die Wechselwirkung der Stammzellen mit ihrer Nische nachzustellen. Die Heidelberger wollen nun mit Hilfe dieser Mikrofluidik neue Angriffspunkte für die Blutkrebstherapie erschließen.

Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert dieses Forschungsprojekt mit rund 90.000 Euro. Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden dabei insgesamt über 190 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

Kontakt:
Professor Dr. Anthony D. Ho (Leiter des Projekts)
Universitätsklinikum Heidelberg
Abteilung Innere Medizin V (Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie)
E- Mail: sekretariat.ho@med.uni-heidelberg.de
Telefon:+49 (6221) 56 8001
Professor Dr. Michael Grunze
Universität Heidelberg
Angewandte Physikalische Chemie, Physikalisch-Chemisches Institut
E- Mail: apc@pci.uni-heidelberg.de
Telefon: +49 (6221) 54 8461

Sylvia Kloberdanz | idw
Weitere Informationen:
http://www.wilhelm-sander-stiftung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie