Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Programm für neurale Stammzellen

04.05.2011
Max-Planck-Forscher gewinnen Gehirn- und Rückenmarkszellen aus Stammzellen des peripheren Nervensystems

Neurale Stammzellen können vieles, aber nicht alles. So entstehen aus neuralen Stammzellen des peripheren Nervensystems normalerweise keine Zellen für Gehirn und Rückenmark, und aus Stammzellen des zentralen Nervensystems lassen sich keine Zellen für das periphere System züchten.

Forschern des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung in Frankfurt und für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg ist dies jedoch nun gelungen. Sie haben aus neuralen Stammzellen des peripheren Nervensystems Zellen des zentralen Nervensystems gezüchtet. Werden die peripheren Stammzellen unter bestimmten Wachstumsbedingungen gehalten, entstehen daraus so genannte Oligodendrozyten, die im Gehirn die so genannte Myelinschicht um Nervenzellen ausbilden.

Das Nervensystem der Säugetiere besteht aus dem zentralen (Gehirn, Rückenmark) und dem peripheren Nervensystem (z.B. sensorische Ganglien). Die beiden Systeme sind zwar eng miteinander gekoppelt, unterscheiden sich jedoch anatomisch und bestehen aus verschiedenartigen Zellen. Die Zelltypen des peripheren Nervensystems stammen von Vorläuferzellen aus der Neuralleiste im Embryo ab. Bislang war man der Ansicht, dass diese Neuralleisten-Stammzellen zwar die Nerven- und Stützzellen – die so genannten Gliazellen – des peripheren Nervensystems hervorbringen können, nicht jedoch Zellen des zentralen Nervensystems.

Offenbar bestimmen die Umgebungsbedingungen, in welche Zelltypen sich die Neuralleisten-Stammzellen entwickeln. Die Freiburger und Frankfurter Wissenschaftler haben zusammen mit Kollegen aus Paris gezeigt, dass diese Stammzellen unter veränderten Bedingungen auch Zellen des zentralen Nervensystems hervorbringen können. Dazu setzten sie Stammzellen aus dem peripheren Nervensystem embryonaler und weniger Tage alter Mäuse unterschiedlichen Kulturbedingungen aus. Aus den Neuralleisten-Stammzellen wurden neben Nervenzellen auch verschiedene Typen von Gliazellen des zentralen Nervensystems wie Oligodendrozyten und Astrozyten. „Das Kulturmedium programmiert also die Neuralleisten-Stammzellen so um, dass sie ihre Identität verändern. Dies funktioniert, auch ohne dass wir die Zellen genetisch verändern“, erklärt Hermann Rohrer vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung.

Faktoren in dem Kulturmedium aktivieren offenbar ein anderes genetisches Programm, so dass aus den Stammzellen andere Zelltypen entstehen. Welche Faktoren das sind, wissen die Forscher noch nicht genau. Es deutet jedoch einiges darauf hin, dass der Wachstumsfaktor FGF (fibroblast growth factor) an der Umwandlung beteiligt ist.

Im Gehirn von Mäusen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien entwickelten sich die umprogrammierten Stammzellen vor allem zu Oligodendrozyten weiter - Gliazellen, die die Myelinschicht um die Neurone des zentralen Nervensystems bilden und deshalb für die Reizweiterleitung unverzichtbar sind. Transplantationsexperimente der Forscher an genetisch veränderten Mäusen ohne Myelin belegen, dass auch die neuen Oligodendrozyten diese Aufgabe übernehmen. „Die umprogrammierten Stammzellen können dauerhaft Zellen für das zentrale Nervensystem bilden, und die neuen Zellen können dort integriert werden“, sagt Verdon Taylor vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik.

Ob diese Ergebnisse aus der Grundlagenforschung zur Entwicklung einer Zelltherapie beim Menschen beitragen können, ist noch unklar. Denn dazu müssten Stammzellen im peripheren Nervensystem erwachsener Menschen vorhanden und zugänglich sein sowie in Kultur vermehrt und umprogrammiert werden können. „Zum jetzigen Zeitpunkt wissen wir aber nur, dass diese Stammzellen bei Mäusen das Potenzial haben, auch Oligodendrozyten hervorzubringen“, sagt Hermann Rohrer. Als nächstes wollen die Wissenschaftler genauer untersuchen, welche molekularen Mechanismen für die Umprogrammierung verantwortlich sind, ob Neuralleisten-Stammzellen auch im peripheren Nervensystem ausgewachsener Mäuse vorhanden sind und unter welchen Bedingungen diese umprogrammiert werden können.

Ansprechpartner
Prof. Hermann Rohrer
Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main
Telefon: +49 69 96769-319
E-Mail: rohrer@mpih-frankfurt.mpg.de
Dr. Verdon Taylor
Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik, Freiburg
Telefon: +49 761 5108487
E-Mail: taylor@immunbio.mpg.de
Originalveröffentlichung
Ellen Binder, Marion Rukavina, Hessameh Hassani, Marlen Weber, Hiroko Nakatani, Tobias Reiff, Carlos Parras, Verdon Taylor, and Hermann Rohrer
Peripheral nervous nystem progenitors can be reprogrammed to produce myelinating oligodendrocytes and repair brain lesions

Journal of Neuroscience, 27. April 2011, DOI:10.1523/JNEUROSCI.0129-11.2011

Prof. Hermann Rohrer | Max-Planck-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie