Wichtiger Erfolg in der Stammzellforschung

Erforschung menschlicher Fruchtbarkeitsstörungen

Einem internationalen Team unter Leitung der Universität Bonn ist ein schwieriger Schritt in der Stammzellforschung geglückt: Die Wissenschaftler haben Bindegewebszellen der Maus in Stammzellen der Plazenta umgewandelt.

Caroline Kubaczka und Prof. Dr. Hubert Schorle hoffen, mit ihren Ergebnissen zu einer besseren Behandlung von Fruchtbarkeitsstörungen beitragen zu können. (© Foto: S. Schneider, 90Grad Photography)

Sie wollen nun mit ihrer Methode auch menschliche Plazentazellen züchten. Sie hoffen, so Störungen der Plazentabildung besser erforschen zu können. Diese sind ein wichtiger Grund für ungewollte Kinderlosigkeit.

Nach ihrer Befruchtung beginnt die Eizelle sich zu teilen. Dabei bilden sich schon nach wenigen Tagen zwei völlig unterschiedliche Gewebetypen: der Trophoblast, aus dem später die Plazenta hervorgeht, und der Embryoblast, das werdende Kind. Strenge Kontrollmechanismen verhindern, dass sich Trophoblastenzellen in Embryonalzellen verwandeln – oder auch umgekehrt. Denn das wäre für die Entwicklung des Kindes verheerend.

Den Forschern ist es gelungen, Bindegewebszellen in Stammzellen der Plazenta umzuwandeln. Auf diesem Foto einer Maus-Plazenta sind die umgewandelten Zellen grün angefärbt. (© Foto: Kubaczka et al, Cell Stem Cell)

Diese strikte Trennung zu überwinden, gilt Stammzellforschern als besonders harte Nuss. Die Forscher aus Bonn, Cambridge und San Sebastian haben sie nun geknackt: Sie gaben zu Bindegewebszellen aus Mäusen einen Cocktail von vier verschiedenen Transkriptionsfaktoren. Transkriptionsfaktoren steuern die Aktivität bestimmter Gene und damit auch die Eigenschaften einer Zelle. Als Reaktion verwandelten sich die Bindegewebszellen innerhalb weniger Tage in plazentale Stammzellen. Dadurch konnten die Forscher Plazentagewebe im Labor züchten.

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Hoffnung für Frauen mit Schwangerschaftskomplikationen?
Prof. Dr. Hubert Schorle vom Institut für Pathologie der Universität Bonn hofft nun, diese Ergebnisse auch auf menschliche Zellen übertragen zu können. „Bislang ist es nicht möglich, humane Plazentastammzellen in Kultur zu nehmen“, sagt er. „Das ist aber die Voraussetzung dafür, Entwicklungsstörungen der Plazenta besser zu erforschen“, ergänzt Caroline Kubaczka, die Erstautorin der Arbeit. Mit der an der Maus getesteten Methode sollte es im Prinzip möglich sein, Hautzellen des Menschen in teilungsfähige Plazentastammzellen umzuwandeln. Langfristig könnte man so Ursachen für genetisch bedingte Komplikationen während der Schwangerschaft untersuchen. Das würde den Weg ebnen, um etwa neue Therapien gegen Störungen der Plazenta zu entwickeln.

Die Ergebnisse dieser Studie fließen in eine Stammzell-Datenbank am Harvard Stem Cell Institute ein. Dort werden systematisch Experimente erfasst, in denen es um die Reprogrammierung von Zellen geht. Die Datenbank bildet somit die Grundlage eines „biologischen Navigationssystems“: Mithilfe der dort gesammelten Erkenntnisse werde man in Zukunft in der Lage sein, alle Zelltypen im Organismus gezielt in einen beliebigen anderen Zelltypus umwandeln zu können, hofft Schorle. „Mit Arbeiten wie unserer werden somit die Grundlagen für Therapien der regenerativen Medizin von morgen gelegt.“

Publikation:
Caroline Kubaczka, Claire E. Senner, Monika Cierlitza, Marcos J. Araúzo-Bravo, Peter Kuckenberg, Michael Peitz, Myriam Hemberger, Hubert Schorle: Direct induction of trophoblast stem cells from murine fibroblasts; Cell Stem Cell; DOI: 10.1016/j.stem.2015.08.005.

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