Neurale Stammzellen: Multitalente aus dem Gehirn

Die Entwicklung von der Eizelle über die Zygote bis zu den fertigen Zellen und Geweben des Organismus. Die Richtungen, in die sich die gewebespezifischen Stammzellen weiterentwickeln können, sind durch horizontale Pfeile dargestellt. Grafik: A.Müller


Auf Stammzellen werden derzeit große Hoffnungen gesetzt: Diese Multitalente können unter gewissen Bedingungen Zellen unterschiedlicher Gewebe bilden. Deshalb könnten sie in der Zukunft möglicherweise verwendet werden, um kranke Menschen wieder mit gesunden Geweben oder Organen zu versorgen. Die speziellen Eigenschaften von Stammzellen werden auch an der Universität Würzburg erforscht.

Die Evolution vielzelliger Organismen brachte verschiedene Strategien hervor, um Gewebe und Organe effizient zu erzeugen und zu erhalten. Eine dieser Strategien ist in den Stammzellsystemen verwirklicht: Diese bestehen aus einer Hierarchie von Vorläuferzellen und reifen Zellen. Da die reifen Zellen in den Geweben meist nur eine begrenzte Lebensdauer besitzen und letztendlich absterben, sind die Stammzellen die einzigen permanent im Körper vorhandenen Zellen.

Bei Wirbeltieren sind Stammzellsysteme unter anderem im Dünndarm, in den Geschlechtsorganen, der Haut, im Gehirn und im blutbildenden System vorhanden. Stammzellen besitzen die Fähigkeit, sich zu teilen und neue Stammzellen zu bilden, und sie können alle reifen Zellen ihres Stammzellsystems hervorbringen. So können während des gesamten Lebens verbrauchte Zellen ersetzt und, innerhalb gewisser Grenzen, auch Schäden repariert werden.

Prof. Dr. Albrecht Müller vom Institut für Medizinische Strahlenkunde und Zellforschung befasst sich unter anderem mit neuralen Stammzellen. Diese können nicht nur Nervenzellen, sondern überraschenderweise auch andere Zelltypen bilden, zum Beispiel Muskel- und Blutzellen. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass auch andere gewebespezifische Stammzellen ein größeres Entwicklungspotenzial besitzen als bisher angenommen.

Unklar ist laut Dr. Müller allerdings bislang, wie die Schritte von den neuralen Stammzellen zur Bildung anderer Zelltypen ablaufen. Auch sei noch nicht bekannt, ob im Körper des Menschen vielleicht gar keine gewebespezifischen Stammzellen existieren, sondern nur ein einziger Typ von Stammzellen, der alle anderen Zellarten bilden kann. Des weiteren sei nicht geklärt, welche molekularen Schalter beteiligt und notwendig sind, damit sich eine neurale Stammzelle zu einer Blutzelle weiterentwickelt.

Darum sollen in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt in der Arbeitsgruppe von Dr. Müller neurale Stammzellen hinsichtlich ihres Genexpressionsprofils sowie ihres Entwicklungspotenzials untersucht und mit blutbildenden Stammzellen verglichen werden.

Diese Forschungen sind von Bedeutung, weil sie umfassende Kenntnisse über die Biologie somatischer Stammzellen liefern werden. Sie sind eine Grundvoraussetzung für die zukünftige Nutzung von Stammzellen als Ausgangspunkt für regenerative Zellsysteme in der Medizin: Sobald die Faktoren charakterisiert sind, welche die Richtung der Weiterentwicklung von Stammzellen bestimmen, werde man Stammzellen von Spendern für Transplantationsverfahren einsetzen können, so Dr. Müller. Gerade neurale Stammzellen und Muskelstammzellen seien für zukünftige Gewebeersatzverfahren geeignet, weil sie im Labor vermehrt werden können.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Albrecht Müller, T (0931) 201-3848, Fax (0931) 201-3835, E-Mail: albrecht.mueller@mail.uni-wuerzburg.de

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Robert Emmerich idw

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