Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rettungsdienst auf zellulärer Ebene

23.09.2010
Wie Stammzellen dem Gehirn nach einem Schlaganfall bei seiner funktionalen Regeneration helfen

Funktionsgestörte Zellen, Gewebe oder gar Organe wieder herzustellen, ist Ziel der regenerativen Medizin. Als aussichtsreiche Kandidaten hierfür werden Stammzellen gehandelt, jede Alles- oder Vielkönnerzellen, die sich unbegrenzt erneuern und in verschiedene Zelltypen wandeln können. Immer wieder berichten Forscher von erfolgreichen Einsätzen von Stammzellen zur Gewebegesundung, doch die zugrundeliegenden physiologischen Mechanismen sind noch weitestgehend unbekannt. Eine Studie der In-vivo-NMR Forschungsgruppe um Mathias Hoehn am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung in Köln wies nun in einer tierexperimentellen Langzeitstudie an Ratten nach, dass die positive Wirkung einer Stammzellinjektion nach Hirninfarkt hauptsächlich auf einem stimulierenden Effekt im umliegenden Zellgebiet basiert (PLoS One, 22. September 2010).


Funktionelle Erholung des Hirns sechs Monate nach Schlaganfall: Die Bilder zeigen die Hirnaktivierung auf der gesunden und ischämischen Hirnhemisphäre im Untersuchungsverlauf. Ohne Stammzell-Implantation (obere zwei Bildreihen) kommt es zu keiner Erholung auf der Schlaganfallhemisphäre (zweite Bildreihe). Nach einer Implantation von neuralen Stammzellen (untere zwei Bildreihen) regeneriert sich das Gehirn nach 14 Wochen (vierte Bildreihe).
Bild: MPI für neurologische Forschung

Bevor an einen therapeutischen Einsatz von Stammzellen bei Schlaganfallpatienten gedacht werden kann, muss geklärt sein, wie eine solche Gewebeerholung zustande kommt. Denkbar ist, dass Stammzellen geschädigtes Gewebe reparieren, sie in defekte neuronale Netzwerke eingebunden werden oder regenerative Prozesse unterstützen allein durch ihre Nähe zu den beschädigten Zellen ("paracrine effect").

Um zwischen diesen Erklärungsalternativen zu unterscheiden, muss erstens die Möglichkeit einer Spontanerholung ausgeschlossen und zweitens die verabreichten Stammzellen sichtbar gemacht werden. Die jetzt veröffentlichte Studie erfüllt beide Kriterien: Drei Wochen nach einem experimentell induzierten Schlaganfall zeigten alle in die Studie einbezogenen Ratten (n = 8) bei Stimulation der Vorderpfote im Magnetresonanztomograph keine Aktivität im somatosensorischen Kortex - ein bleibender Funktionsausfall. Vier Ratten erhielten eine Injektion nahe des Infarktgebietes von jeweils einer halben Million neuraler Stammzellen (C17.2), von denen zirka zehn Prozent mit einem eisenhaltigen Kontrastmittel markiert worden waren, um im Scanner darstellbar zu sein. Alle Ratten wurden über einen Zeitraum von 24 Monaten wiederholt getestet.

Die unbehandelten Ratten (n = 4) zeigten keinerlei Veränderungen im Verhalten oder in der Hirnaktivierung während des Beobachtungszeitraums. Bei zwei der vier behandelten Ratten löste das Stimulieren der Vorderpfote auf der kontralateral zum Infarkt gelegenen Seite nach sieben bzw. zehn Wochen nach Stammzellinjektion wieder ein Signal aus, das die Hirnaktivierung ausdrückt - genau in der dazugehörigen Ausfallszone, in die jedoch keine Stammzellen eingewandert waren. Auf Verhaltensebene ging dies einher mit einer verkürzten Latenzzeit, in der die Ratten begannen, ein störendes Klebeband von der betroffenen Vorderpfote zu lösen. Nach 24 Wochen waren keine Stammzellen mehr nachweisbar. Die Ergebnisse dieser Langzeitstudie legen eindeutig nahe, dass die beobachtete funktionale Verbesserung durch den vermittelnden Einfluss der injizierten Stammzellen ("paracrine effect") erzielt wurden: Der zelluläre Rettungsdienst scheint durch seine Nähe zu den geschädigten Zellen regenerative Prozesse in Gang zu setzen. Mathias Hoehn und sein Team arbeiten nun an einer weiteren Optimierung der Prozesse, auch unter Verwendung von menschlichen Stammzellen.

Originalveröffentlichung:

Pedro Ramos-Caberer, Carles Justicia, Dirk Wiedermann, Mathias Hoehn (2010)
Stem Cell Mediation of Functional Recovery after Stroke in the Rat.
PLoS One, 22. September 2010
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Prof. Dr. Mathias Hoehn
Max-Planck-Institut für neurologische Forschung mit Klaus-Joachim-Zülch-Laboratorien der Max-Planck-Gesellschaft und der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln, Köln

E-Mail: mathias@nf.mpg.de

Dr. Cornelia Weigelt (Öffentlichkeitsarbeit)
Max-Planck-Institut für neurologische Forschung mit Klaus-Joachim-Zülch-Laboratorien der Max-Planck-Gesellschaft und der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln, Köln

E-Mail: cornelia.weigelt@nf.mpg.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikro-U-Boote für den Magen
24.01.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Echoortung - Lernen, den Raum zu hören
24.01.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikro-U-Boote für den Magen

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Echoortung - Lernen, den Raum zu hören

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index beendet das Jahr 2016 mit Rekordwert

24.01.2017 | Wirtschaft Finanzen