Stammzelltransplantation: Schonendere Variante?

14. Juli 2014
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Wissenschaftler entwickelten nun ein Mausmodell, in dem sich transplantierte menschliche Blutstammzellen einnisten, vermehren und ausdifferenzieren – und das über die Grenzen der Spezies hinweg, ohne vorherige Bestrahlung der Empfängertiere.

Dies konnte durch eine gezielte Mutation am sogenannten Kit-Rezeptor der mauseigenen Stammzellen erreicht werden. Im Vergleich zu existierenden Modellen bleiben die eingebrachten menschlichen Stammzellen wesentlich länger erhalten, und erstmals konnten die Forscher eine effektive Ausdifferenzierung der transplantierten blutbildenden Stammzellen in Zellen des angeborenen Immunsystems beobachten. Die Fähigkeit der Kit-Mutation, Stammzellnischen über Artgrenzen zu öffnen, hat großes Potenzial und weckt Hoffnungen für künftig schonendere Stammzelltransplantationen ohne die Notwendigkeit massiver vorheriger Bestrahlung des Empfängers.

„Unser Ziel war es, ein optimales Modell für die Transplantation und Untersuchung menschlicher blutbildender Stammzellen zu entwickeln“, erläutert Claudia Waskow, die soeben die Professur für Tiermodelle der Hämatopoiese an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus antrat, den Ansatz der Wissenschaftler. Diese Optimierung erreichten die Forscher durch die Einführung einer natürlichen Mutation des Kit-Rezeptors in Tiere, deren Immunsystem stark eingeschränkt ist. Für eine erfolgreiche Blutstammzelltransplantation dürfen die Spenderzellen zum einen nicht abgestoßen werden und zum anderen müssen sie im Knochenmark Platz finden, in dem sie sich einnisten können.

Die Erfüllung dieser beiden Voraussetzungen war tatsächlich erfolgreich: Die Mutation des Kit-Rezeptors in Tieren mit eingeschränktem Immunsystem ermöglicht erstmals die robuste, gleichmäßige, nachhaltige und seriell transplantierbare Verpflanzung von menschlichen Blutstammzellen in erwachsene Mäuse ohne die Notwendigkeit für eine vorhergehende Bestrahlungstherapie. Die Bestrahlung ist sonst notwendig, um die Stammzellen des Empfängers zu verdrängen und den Spenderzellen Platz für das Einnisten zu schaffen. Dass diese Bestrahlung eine starke Belastung darstellt und zahlreiche Nebenwirkungen erzeugt, ist hinlänglich bekannt. Eine Reduktion oder gar ein möglicher Verzicht der Bestrahlung durch die gezielte Mutation des Kit-Rezeptors der erkrankten Stammzellen standen als Ziel am Ende dieser Forschung, und erlauben nun die Erforschung der Funktion humaner blutbildender Stammzellen in einer physiologischen Umgebung.

Für klinische Anwendungen nutzen

Weiterhin zeigt diese Studie, dass der Kit-Rezeptor die Funktion humaner Blutstammzellen reguliert – inklusive ihrer Einnistung nach Transplantation. Dieses Wissen soll nun auch für klinische Anwendungen genutzt werden, damit sich auch dort Blutstammzellen im Verlauf einer Knochenmarktransplantation ohne eine vorhergehende schädliche Bestrahlungs- oder Chemotherapie im Knochenmark von Patienten einnisten können.

Originalpublikation:

Kit Regulates HSC Engraftment across the Human-Mouse Species Barrier
Claudia Waskow et al., Cell Stem Cell, doi: 10.1016/j.stem.2014.06.001; 2014

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