Den Schal­ter in der Stamm­zel­le um­le­gen

Blut­bil­den­de Stamm­zel­len wer­den rou­ti­ne­mä­ßig bei le­bens­ret­ten­den Stamm­zell­trans­plan­ta­tio­nen in der Kli­nik ein­ge­setzt. Sie ber­gen gro­ße Hoff­nung für die wei­te­re Ent­wick­lung von Gen­the­ra­pi­en bei töd­li­chen Er­kran­kun­gen. Mit ih­rer ein­zig­ar­ti­gen Fä­hig­keit, sich in al­le ver­schie­de­nen Blut­zel­l­ar­ten zu ent­wi­ckeln, sind die­se Stamm­zel­len in der La­ge, Mil­lio­nen neu­er Blut­zel­len se­künd­lich in un­se­rem Kör­per zu bil­den. Wis­sen­schaft­ler des Uni­ver­si­täts­kli­ni­kums Frank­furt ha­ben nun ei­ne Art mo­le­ku­la­ren Schal­ter ent­deckt, der die Spe­zia­li­sie­rung von Stamm­zel­len in un­ter­schied­li­che Blut­zel­len steu­ert. Mit den ge­won­ne­nen Er­kennt­nis­sen könn­ten in Zu­kunft das Wachs­tum und die Aus­dif­fe­ren­zie­rung von Stamm­zel­len be­ein­flusst und die­se da­mit noch ef­fi­zi­en­ter für die The­ra­pie schwe­rer Er­kran­kun­gen wie Krebs ein­ge­setzt wer­den. Die For­schungs­er­geb­nis­se wur­den in dem Fach­jour­nal „Stem Cell Re­ports“ der In­ter­na­tio­na­len Ge­sell­schaft für Stamm­zel­len­for­schung (IS­SCR) pu­bli­ziert.

Si­gnal­weg neu ent­deckt
Dem Team um Prof. Mi­cha­el Rie­ger am LOEWE-​Zen­trum für Zell-​ und Gen­the­ra­pie des Uni­ver­si­täts­kli­ni­kums Frank­furt ist es ge­lun­gen, ei­nen wich­ti­gen Si­gnal­weg zu ent­schlüs­seln, durch den Bo­ten­stof­fe, so­ge­nann­te Zy­to­ki­ne, ih­re Si­gna­le an blut­bil­den­de Stamm­zel­len wei­ter­ge­ben. Durch die­se Si­gna­le ent­schei­det sich, in was für ei­ne Blut­zel­len­art sich die Stamm­zel­len ent­wi­ckeln. „Wir ha­ben ei­ne bis­lang un­be­kann­te Funk­ti­on ei­nes Pro­te­ins mit dem Na­men Growth Ar­rest and DNA-​da­ma­ge-​in­du­ced 45 gam­ma, oder ab­ge­kürzt GAD­D45G, in die­ser Si­gnal­wei­ter­lei­tung ge­fun­den. Die Ak­ti­vie­rung von GAD­D45G durch Bo­ten­stof­fe löst ei­ne Ab­fol­ge von Si­gna­len in der Stamm­zel­le aus, die un­mit­tel­bar zur Dif­fe­ren­zie­rung und Spe­zia­li­sie­rung der Stamm­zel­le führt“, er­klärt Prof. Rie­ger, Lei­ter die­ser Stu­die.

Schick­sals­ent­schei­dung der Stamm­zel­le
GAD­D45G ist wie ein Schal­ter in den Stamm­zel­len, der ein­mal um­ge­legt, die Zel­len vom Selbst­er­neue­rungs­mo­dus auf ei­nen Spe­zia­li­sie­rungs­pro­zess um­pro­gram­miert. „Bo­ten­stof­fe aus der Stamm­zel­l­um­ge­bung steu­ern die­sen Schal­ter, der die­se wich­ti­ge Schick­sals­ent­schei­dung von Stamm­zel­len ein­lei­tet. Nun ar­bei­ten wir dar­an, die­se Schick­sals­ent­schei­dung the­ra­peu­tisch zu be­ein­flus­sen“, sagt Fre­de­ric Thal­hei­mer, Dok­to­rand in der Ar­beits­grup­pe und Er­st­au­tor der Stu­die. Mo­derns­te Vi­deo­mi­kro­sko­pie er­mög­lich­te den Wis­sen­schaft­lern, die Aus­wir­kung die­ses Schal­ters auf die Aus­dif­fe­ren­zie­rung in be­stimm­te Zell­ty­pen in Echt­zeit zu be­ob­ach­ten. Thal­hei­mer konn­te da­bei nach­wei­sen, dass die Ab­we­sen­heit des Pro­te­ins GAD­D45G zu ei­ner ge­stei­ger­ten Selbst­er­neue­rung von blut­bil­den­den Stamm­zel­len führt. „Die­se Er­kennt­nis­se könn­ten viel­fäl­tig ge­nutzt wer­den. Blut­bil­den­de Stamm­zel­len sind in der Kli­nik für Stamm­zell­trans­plan­ta­ti­on und Gen­the­ra­pie sehr be­deu­tend. Au­ßer­dem ist GAD­D45G in Krebs­zel­len ab­ge­schal­tet. Krebs­zel­len ver­meh­ren sich dann un­kon­trol­liert. Ei­ne Re­ak­ti­vie­rung des Si­gnal­wegs, der von GAD­D45G aus­ge­löst wird, könn­te ent­schei­dend sein für zu­künf­ti­ge Krebs­the­ra­pi­en, weil da­mit der Pro­zess der Aus­dif­fe­ren­zie­rung von Krebs­zel­len wie­der in Gang ge­setzt wür­de“, fol­gert Prof. Rie­ger.

Pu­bli­ka­ti­on:
Thal­hei­mer FB, Win­gert S, De Gia­como P, Haet­scher N, Re­ha­ge M, Brill B, Theis FJ, Hen­nig­hau­sen L, Schro­eder T, Rie­ger MA. Cy­to­ki­ne-​Re­gu­la­ted GAD­D45G In­du­ces Dif­fe­ren­tia­ti­on and Li­neage Selec­tion in He­ma­to­po­ie­tic Stem Cells. Stem Cell Re­ports (2014), http://​dx.​doi.​org/​10.​1016/​j.​stemcr.​2014.​05.​010

Für wei­te­re In­for­ma­tio­nen:
Prof. Dr. Mi­cha­el A. Rie­ger
LOEWE Zen­trum für Zell-​ und Gen­the­ra­pie
Me­di­zi­ni­sche Kli­nik II, Ab­tei­lung Hä­ma­to­lo­gie/On­ko­lo­gie
Goe­the-​Uni­ver­si­tät Frank­furt
Fon (0 69) 63 01 – 84 29 7
E-​Mail m.rieger@em.uni-frankfurt.de
In­ter­net www.rie­ger-​lab.uni-​frank­furt.de

Ri­car­da Wes­sin­g­ha­ge
Pres­se-​ und Öf­f­ent­lich­keits­ar­beit Uni­ver­si­täts­kli­ni­kum Frank­furt
Fon (0 69) 63 01 – 77 64
Fax (0 69) 63 01 – 83 22 2
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