Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Umweltfaktoren erziehen Blutzellen zur richtigen Weiterentwicklung

10.07.2009
Das Wissenschaftlerteam um Dr. Timm Schroeder, Stammzellforscher am Helmholtz Zentrum München, hat ein neues Verfahren entwickelt, mit dem die Differenzierung von Blutstammzellen auf Einzelzellebene beobachtet werden kann.

Mit dem Verfahren wurde nun erstmals der Beweis erbracht, dass nicht allein zelleigene Mechanismen, sondern äußere Umwelteinflüsse wie etwa Wachstumsfaktoren die Linienentscheidungen der Vorläuferzellen direkt steuern.

Die in der jüngsten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science publizierten Ergebnisse liefern einen wesentlichen Baustein für das Verständnis der molekularen Mechanismen der Blutbildung. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, um den therapeutischen Einsatz von Stammzellen zu optimieren.

Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler verschiedener Fachdisziplinen, welchen Anteil jeweils die genetische Disposition einerseits und Umweltfaktoren andererseits an der Entwicklung des Menschen haben. Die gleiche Diskussion führen auch Hämatologen und Stammzellforscher bei der Frage, ob die Differenzierung von multipotenten Vorläuferzellen allein durch zelleigene Mechanismen oder auch durch die Umwelt der Zelle beeinflusst wird.

Insbesondere war bislang die Rolle von Wachstumsfaktoren wie zum Beispiel Zytokinen ungeklärt: Beeinflussen sie Linienentscheidungen der Zellen direkt oder steuern sie nach vollendeter Linienentscheidung lediglich das Überleben der Zelle? Trotz der immensen, nicht zuletzt auch kommerziell weitreichenden, Bedeutung von Zytokinen für den klinischen Alltag war diese Frage immer noch eine der großen Unbekannten in der Stammzellbiologie des Blutes. "Uns fehlte bislang die geeignete Technologie, um die Prozesse der Zelldifferenzierung zu beobachten und quantitativ zu erfassen", sagt Dr. Timm Schroeder, Arbeitsgruppenleiter am Institut für Stammzellforschung des Helmholtz Zentrums München. "Wir wussten daher nicht, was in dieser Zeitspanne genau geschieht", so Schroeder. So konnte auch die Rolle der Zytokine bislang nicht vollends aufgeklärt werden.

Schroeders Team hat nun neue Bioimaging-Ansätze entwickelt, mit denen sich Stammzellen langfristig und auf Einzelzellebene beobachten lassen. Je nach Art der vorhandenen Zytokine enthielten Kulturen von Blutvorläuferzellen nach einigen Tagen nur noch einen Zelltyp.

Ob dies eine Folge direkter Zytokinsteuerung war, oder lediglich der Aussortierung "falsch differenzierter" Zellen durch Zelltod zu verdanken war, war bislang unbeantwortet geblieben. Dank der neuartigen Einzelzellbeobachtung konnte Dr. Michael Rieger zusammen mit Studenten in Schroeders Arbeitsgruppe nun erstmals zeigen, dass während des gesamten Zelldifferenzierungsprozesses kein Zelltod nachzuweisen ist. Dies beweist eindeutig, dass die Linienentscheidung von Blutzellen durch äußere Umwelteinflüsse wie in diesem Falle von Zytokinen gesteuert werden kann. Die Blutzellen werden quasi von den Zytokinen "erzogen".

"Die Ergebnisse bestätigen uns, dass Signalwege, welche durch Zytokinrezeptoren aktiviert werden, die Linienentscheidungen der Zellen beeinflussen", resümiert Schroeder. Die neue Methode bietet uns nun auch die einzigartige Chance, die Wirkung aller an dem Differenzierungsprozess mitwirkenden Moleküle getrennt voneinander zu beobachten und ihre Rolle besser zu verstehen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, um den therapeutischen Einsatz von Stammzellen zu optimieren.

Weitere Informationen

Originalpublikation:
Rieger MA, Hoppe PS, Smejkal BM, Eitelhuber AC & Schroeder T (2009): Hematopoietic cytokines can instruct lineage choice. Science Vol. 325, no. 5937: 217-218 (online DOI: 10.1126/science.1171461)

http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/325/5937/217

Das Institut für Stammzellforschung am Helmholtz Zentrum München vereint unter Leitung von Prof. Magdalena Götz die Forschung an Stammzellen des Nervensystems, des blutbildenden Systems und des Endoderms. Insbesondere in Hinblick auf klinische Anwendungen ist es das Ziel des Instituts, die grundlegenden Mechanismen der Spezifizierung von Stammzellen zu klären, um diese gezielt zur Reparatur geschädigter Zellen einsetzen zu können.

Homepage: http://www.helmholtz-muenchen.de/isf/haematopoese/index.html

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1680 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit insgesamt 26500 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

Ansprechpartner für Medienvertreter

Sven Winkler, Leiter der Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstraße 1 85764 Neuherberg. Tel.: ++49 (0)89-3187-3946, Fax: ++49 (0)89-3187-3324, E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Krebs erregende Substanzen aus Benzinmotoren

24.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wasserqualität von Flüssen: Zusätzliche Reinigungsstufen in Kläranlagen lohnen sich

24.05.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Orientierungslauf im Mikrokosmos

24.05.2017 | Physik Astronomie