Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

Protein befähigt natürliche embryonale Stammzellen dazu sämtliche Körperzellen zu bilden

Regenerative MedizinPerfekte Alleskönner: embryonale Stammzellen

Forschende der Universität Zürich und des Universitätsspitals Zürich haben das Eiweiss entdeckt, das natürliche embryonale Stammzellen befähigt, sämtliche Körperzellen zu bilden. Bei in Zellkulturen gezüchteten embryonalen Stammzellen ist dieses Alleskönnerpotenzial eingeschränkt. Dieses Wissen wollen die Wissenschaftler nutzen, um grosse Knochenbrüche mit Stammzellen zu behandeln.

sep
sep
sep
sep
Wenige Tage alte embryonale Zellhaufen mit Pramel7 (vital) und ohne Pramel7 (abgestorben). (Bild: P. Cinelli, USZ)

Weil Stammzellen das Potenzial haben, sich in die verschiedenen Zelltypen des Körpers zu entwickeln, gelten sie als biologische Alleskönner. Doch für die Mehrzahl der Stammzellen greift diese Bezeichnung zu weit. So können erwachsene Stammzellen bei Verletzungen zwar Zellen in ihrem Gewebe ersetzen, aber eine Fettstammzelle wird niemals eine Nerven- oder Lungenzelle hervorbringen. Die Wissenschaft unterscheidet deshalb zwischen den multipotenten erwachsenen Stammzellen und den tatsächlichen Alleskönnern – den pluripotenten embryonalen Stammzellen.

Epigenetische Markierungen bestimmen Entwicklungspotenzial

Anzeige

Doch sogar unter den wahren Alleskönnern gibt es Unterschiede. Embryonale Stammzellen, die in Zellkulturen im Labor wachsen, befinden sich in einem anderen Zustand als die Zellen, die man nur während den ersten Tagen im Inneren des Zellhaufens findet, aus dem der gerade erst entstehende Embryo besteht. Jetzt zeigen Forschende um Paolo Cinelli vom Universitätsspital Zürich und Raffaella Santoro von der Universität Zürich im Fachblatt Nature Cell Biology, mit welchem Mechanismus sich die natürlichen Alleskönner von den embryonalen Stammzellen in den Kulturen abheben.

Im Zentrum ihrer Entdeckung steht ein Eiweiss namens Pramel7 (für «preferentially expressed antigen in melanoma»-like 7), das in den Zellen des wenige Tage alten embryonalen Zellhaufens dafür sorgt, dass das Erbgut von epigenetischen Markierungen – das sind chemische DNA-Anhängsel in der Form von Methylgruppen – befreit wird. «Je mehr Methylgruppen entfernt werden, desto offener ist das Buch des Lebens», sagt Cinelli. Weil aus einer embryonalen Stammzelle jegliche Zelle des menschlichen Körpers entstehen kann, müssen zu Beginn auch alle Gene frei zugänglich sein. Je mehr sich eine Zelle entwickelt oder ausdifferenziert, desto stärker wird ihr Erbgut wieder methyliert und «zugeklebt». So seien etwa in einer Knochenzelle nur noch diejenigen Gene aktiv, die die Zelle für ihre Funktion benötige, erklärt der Biochemiker.

Protein ist verantwortlich für perfekte Pluripotenz

Pramel7 scheint trotz seiner kurzen Wirkungsdauer von wenigen Tagen eine lebenswichtige Rolle zu spielen: Als die Forschenden um Cinelli und Santoro das Gen für dieses Eiweiss mit gentechnischen Tricks ausschalteten, blieb die Entwicklung im Stadium des embryonalen Zellhaufens stecken. Doch in den kultivierten Stammzellen kommt Pramel7 kaum vor. Das könnte auch erklären, wieso das Erbgut dieser Zellen mit mehr Methylgruppen versetzt sei als das Erbgut in den natürlichen embryonalen Stammzellen – den perfektesten Alleskönnern, meint Cinelli.

Knochengewebe regenerieren

Sein Interesse an den Stammzellen rührt von der Hoffnung her, dereinst Menschen mit komplexen Knochenbrüchen damit helfen zu können. «Knochen können sich zwar super regenerieren und sind das einzige Gewebe, das dabei keine Narben bildet», sagt Paolo Cinelli. Aber die Knochenstümpfe müssen sich berühren, damit sie zusammenwachsen können. Wenn etwa bei einem Motorradunfall ein Knochen mehrfach breche und auch an die Oberfläche trete, sei der mittlere Teil oft nicht mehr brauchbar. Für diese Fälle brauche es dann einen Knochenersatz. Sein Team forscht an Trägermaterialien, die sie in Zukunft mit körpereigenen Stammzellen besiedeln möchten. «Deshalb müssen wir wissen, wie Stammzellen funktionieren», schliesst Cinelli.


Literatur:
Urs Graf, Elisa A. Casanova, Sarah Wyck, Damian Dalcher, Marco Gatti, Eva Vollenweider, Michal J. Okoniewski, Fabienne A.Weber, Sameera S. Patel, Marc W. Schmid, Jiwen Li, Jafar Sharif, Guido A. Wanner, Haruhiko Koseki, JieminWong, Pawel Pelczar, Lorenza Penengo, Raffaella Santoro, and Paolo Cinelli. Pramel7 mediates ground-state pluripotency through proteasomal-epigenetic combined pathways. Nature Cell Biology. 12 June 2017. doi:10.1038/ncb3554

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Implantierter Infektionsschutz: Knochenimplantate halten Keime auf Distanz

Implantierter InfektionsschutzKnochenimplantate halten Keime auf Distanz

Klinikkeime können tödlich sein, da sie resistent sind gegen Antibiotika. Alternative Methoden zur Bakterienabwehr sind gefragt. Einem deutsch-französischen Forscherteam ist es gelungen, Knochenimplantate zu entwickeln, die Keime auf Distanz halten.

…mehr

Weitere Beiträge zu dieser Firma

Allergieprävention: Wie Katze und Kuh vor Asthma schützen

AllergiepräventionWie Katze und Kuh vor Asthma schützen

Immunologen der Universität Zürich konnten zeigen, dass eine Sialinsäure, die in Bauernhoftieren vorkommt, gegen Entzündungen des Lungengewebes wirkt. Das öffnet vielversprechende Perspektiven für die Allergieprävention.

…mehr
Leukämiezellen

Leukämie bei KindernBislang unheilbare Variante genetisch entschlüsselt

Die akute lymphoblastische Leukämie ist die häufigste Krebserkrankung im Kindesalter. Innerhalb der Erkrankung können verschiedene Formen auftreten, die sich durch bestimmte Veränderungen im Erbmaterial der Leukämiezellen unterscheiden.

…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

PEI-Mitarbeiterin mit Labormäusen. (Bild: PEI/Boller)

Bundesinstitute erfolgreichWeniger Tierversuche in der Arzneimittelprüfung

Mitarbeiter des Paul-Ehrlich-Instituts haben gemeinsam mit Kollegen des Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) erreicht, dass ab 2019 ein früher häufig eingesetzter Tierversuch für die Entwicklung von Arzneimitteln in Europa nicht mehr verwendet werden darf.

…mehr

NeurowissenschaftWie chronische Psychosen entstehen

Was auf molekularer Ebene im Gehirn passiert, wenn eine Psychose chronisch wird, haben Neurowissenschaftlerinnen der Ruhr-Universität Bochum untersucht. Sie zeigten, dass der Botenstoff Glutamat am Entstehen der Krankheit beteiligt ist.

…mehr
Anzeige

Mediadaten 2018

LABO Einkaufsführer

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter