Hämatopoetische Stammzellen im Labor gezüchtet

Boston/New York – Zwei Forschergruppen aus den USA ist es erstmals gelungen, hämatopoetische Stammzellen aus körpereigenen Zellen herzustellen. Ein Team griff dabei auf induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) von Menschen zurück (Nature 2017; doi: 10.1038/nature22370), während das andere die blutbildenden Zellen ohne Umwege aus Endothelien von Mäusen kreierte (Nature 2017; doi: 10.1038/nature22326). Das therapeutische Potential für die Stammzelltherapie von Lymphomen und Leukämien ist groß. Es gibt aber auch Risiken.

Seit den 1970er Jahren ist es möglich, Leukämien und Lymphome durch die Über­tragung von hämatopoetischen Stammzellen zu heilen. Die Stammzelltransplantation wird heute auch bei einer Reihe nicht-maligner Bluterkrankungen, etwa die Sichelzell-Anämie, angewendet und ihr Potenzial erstreckt sich mittlerweile auch auf Autoimmunerkrankungen.

Bei malignen Erkrankungen sind die Patienten häufig auf Stammzellspenden gesunder Menschen angewiesen. Diese allogene Stammzelltransplantation ist mangels geeigneter Spender oft nicht möglich und sie birgt wegen drohender Abstoßungs­reaktionen zusätzliche Risiken. Seit zwei Jahrzehnten versuchen Forscher deshalb, hämatopoetische Stammzellen im Labor zu erzeugen. Eine wichtige Voraussetzung wurde 2006 durch den japanischen Forscher Shin’ya Yamanaka geschaffen, der normale Hautzellen in iPS-Zellen zurückverwandelte.
Jetzt ist es einem Team um den Stammzellbiologen George Daley vom Boston Children’s Hospital gelungen, die iPS in hämatopoetische Stammzellen zu differenzieren. Die Forscher verwandelten die iPS in einem ersten Schritt in hämatogene Endothelzellen. Es handelt sich um Vorläufer der Blutstammzellen, die in der embryonalen Entwicklung in der dorsalen Aorta die ersten blutbildenden Zellen sind. Um die Endothelzellen in Blutstammzellen zu verwandeln, benötigten die Forscher die sieben Transkriptionsfaktoren ERG, HOXA5, HOXA9, HOXA10, LCOR, RUNX1 und SPI1.

Danach wurden die Stammzellen in das Knochenmark von Mäusen transplantiert, wo sie ihre Entwicklung abschlossen und mit der Produktion von Blutzellen begannen. Die Blutzellen waren funktionstüchtig: Die Erythrozyten enthielten Hämoglobin zum Sauerstofftransport, und die B- und Z-Zellen waren in der Lage eine Immunabwehr zu organisieren. Den Forschern konnten die Stammzellen aus dem Knochenmark isolieren und für eine Stammzelltransplantation bei anderen Tieren benutzen.

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Text/Quelle: © rme/aerzteblatt.de
 
 

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