Neuen Mechanismus entschlüsselt
Stammzellen-Differenzierung
Blutbildende Stammzellen werden routinemäßig bei lebensrettenden Stammzelltransplantationen in der Klinik eingesetzt. Sie bergen große Hoffnung für die weitere Entwicklung von Gentherapien bei tödlichen Erkrankungen. 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.
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 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", so Prof. Rieger, Leiter der Studie.
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", erläutert 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
Das könnte Sie auch interessieren
Eppendorf kündigt Stem Cell Community Day 2025 an
Eppendorf veranstaltet den 6. Stem Cell Community Day am 4.–5. November 2025 in Kopenhagen – mit Vorträgen, Workshop und Networking rund um Stammzell-Bioprozesstechnik.
mehr...Forschung mit Gehirnorganoiden
Stress verändert die Verteilung von Nervenzellen
Stresshormone wie Glukokortikoide beeinflussen die Gehirnentwicklung - auch bereits vor der Geburt. Neue Forschung zeigt, wie sensibel das Gehirn auf Stress reagiert und welche Folgen das haben kann.
mehr...Humane induzierte pluripotente Stammzellen
Bioreaktor ermöglicht automatisierte Langzeitkultivierung von hiPSCs
Forschende des Fraunhofer ISC haben einen Bioreaktor, entwickelt, mit dem eine automatisierte Langzeitkultivierung von hiPSCs gelingt.
mehr...Personalisierte Wirkstoffvoraussage
Automatisierte Verfahren mittels reprogrammierter Blutzellen entwickelt
Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet der Zellreprogrammierung eröffnen die Möglichkeit, Wirkstoffuntersuchungen direkt an dem von der Erkrankung betroffenen menschlichen Zellen durchzuführen. Im Forschungskonsortium “StemCellFactory III” entwickelten...
mehr...Stammzellen und Nerven interagieren bei Geweberegeneration
Forschende der Uni Zürich zeigen mit Hilfe von Organ-on-a-Chip-Technologie und bildgebenden Verfahren, dass verschiedene Stammzelltypen auf unterschiedliche Weise mit Nerven versehen werden.
mehr...Computersimulationen zeigen molekulare Abläufe
Forscher des Hubrecht-Instituts und des Max-Planck-Instituts haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt.
mehr...Durchbruch in der Stammzellforschung
Embryonale Stammzelllinie mit größerem Entwicklungspotenzial produziert
Erstmals ist es einer internationalen Forschergruppe gelungen, einen besonders vielseitigen Typ von Stammzellen in Schwein und Mensch herzustellen und unter Laborbedingungen zu vermehren. Eine spezielle Nährlösung hat zum Erfolg geführt.
mehr...Verbessert die klinische Diagnostik
Neue Hinweise auf strukturelle Gehirnveränderungen beim Coffin-Siris-Syndrom
Neue Erkenntnisse von der TU Darmstadt sollen helfen, die klinische Diagnosestellung des bislang wenig bekannten Coffin-Siris-Syndroms zu verbessern. Auch Ansatzpunkte für eine Behandlung könnten aus der Forschung der WissenschaftlterInnen...
mehr...BioRescue: Reproduktions- und Stammzelltechnologie für den Artenschutz
Das Forschungsprojekt BioRescue zur Rettung des akut vom Aussterben bedrohten Nördlichen Breitmaulnashorns ist soeben gestartet. Durch Einsatz von Reproduktions- und Stammzelltechnologien soll der Fortbestand dieser Schlüsselart gesichert werden.
mehr...