Muskelgewebe-Regeneration: Salamander im Blick

26. November 2013
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Forscher zeigten, dass die beiden verwandten Salamander Axolotl und Molch verschiedene Mechanismen zur Regeneration von Muskelgewebe haben. Sie vermuten, dass es vielfältige Strategien gibt, um eine mögliche Regeneration von Muskelgewebe auch bei Säugetieren herbeizuführen.

Salamander besitzen die Fähigkeit, beschädigte Gliedmaßen zu regenerieren. An den beschädigten Enden beispielsweise eines Beines bildet sich ein sogenanntes Blastema, eine Ansammlung verschiedener Zellen, aus denen dann über Vorläuferzellen neue differenzierte Zellen entstehen, die die Gliedmaßen original nachwachsen lassen.

Doch exakt welche zellulären Mechanismen führen zur Regeneration von Muskelgewebe? Elly Tanaka und Dr. Tatiana Sandoval-Guzmán vom CRTD haben für diese Studie die Regeneration von Muskelgewebe im Bein der Axolotl (Ambystoma mexicanum) untersucht. Parallel dazu hat Professor András Simon vom Karlinska Institute (Schweden) diese Regeneration am Lurch (Notophthalmus viridescens) erforscht. Beide Salamander sind eng miteinander verwandt. Die Arbeitsgruppe von Elly Tanaka ist derzeit weltweit als einzige in der Lage, Muskelgewebe und Stammzellen mit einem gelben Farbstoff zu markieren, um die zellulären Mechanismen bei der Regeneration nachvollziehen zu können.

Evolutionäre Diversität an zellulären Mechanismen

„Im Blastema des geschädigten Axolotl-Beins setzen örtlich vorhandene spezifische Muskelstammzellen, sogenannte Satellitenzellen, die Regenerationsaktivitäten für Muskelgewebe in Gang“, berichtet Tatiana Sandoval-Guzmán. Die schwedische Forschergruppe wies nach, dass beim Lurch durch Dedifferenzierung von Myofibrillen die Neubildung von Muskelfasern im geschädigten Bein initiiert wird. Stücke der Myofibrillen entstehen durch Vermehrung spezifischer Zellen mit nur einem Zellkern im Blastema, die die Regeneration des Muskels im neuen Bein zur Folge haben. Beim Axoltol hingegen spielen Myofibrillen bei der Regeneration von Muskelgewebe im geschädigten Bein nachweisbar überhaupt keine Rolle.

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Das Bild zeigt im Axolotl-Bein das markierte Muskelgewebe (grün). © CRTD/Sandoval-Guzmán

Vielfältige Strategien

„Diese Forschungsergebnisse an zwei sehr eng verwandten Salamandern zeigen eine unerwartete evolutionäre Diversität an zellulären Mechanismen, Muskelgewebe zu regenerieren“, sagt Elly Tanaka. „Es ist zu vermuten, dass es vielfältige Strategien für eine mögliche Regeneration von Muskelgewebe bei anderen Tierarten einschließlich Säugetieren gibt.“

Originalpublikation:


Fundamental Differences in Dedifferentiation and Stem Cell Recruitment during Skeletal Muscle Regeneration in Two Salamander Species
Tatiana Sandoval-Guzmán et al.; Cell Stem Cell Journal, doi: 10.1016/j.stem.2013.11.007; 2013

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