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 Blattkäfer: Schon winzige Pestizid-Dosis beeinträchtigt Fortpflanzung
26.07.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Akute myeloische Leukämie (AML): Neues Medikament steht kurz vor der Zulassung in Europa
26.07.2017 | Universitätsklinikum Ulm

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: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops