Blutstammzellen: IFN-γ regt Produktion an

5. Januar 2015
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Im embryonalen Tiermodell löst fließendes Blut gemeinsam mit dem Regulationselement NOTCH die Bildung von Interferon-Gamma aus. Dieses Signalmolekül regt wiederum die Produktion von Blutstammzellen an. Dies könnte künftig deren Herstellung im Labor deutlich verbessern.

Bislang war bekannt, dass Blutstammzellen in einer frühen Phase der Embryonalentwicklung aus Blutgefäßzellen hervorgehen. Welche molekularen Abläufe dem zugrunde liegen, war jedoch noch großteils ungeklärt. Die Arbeitsgruppe von Dr. Didier Stainier vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung fand nun heraus, dass Interferon-Gamma (IFN-γ), ein normalerweise an Entzündungsprozessen und Infektionen beteiligtes Signalmolekül, auch eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Blutstammzellen im Embryo spielt.

Mehr Blutstammzellen durch Interferon-Gamma

In der an Zebrafischen durchgeführten Studie veränderten die Wissenschaftler Tiere durch einen genetischen Eingriff derart, dass die Embryonen ab einem festgelegten Zeitpunkt das Interferon vermehrt produzierten. „Wir stellten fest, dass Tiere mit einer solchen Interferon-Gamma-Überexpression mehr Blutstammzellen bilden“, sagte Suphansa Sawamiphak, Erstautorin der Studie.

Umgekehrt war die Anzahl an Blutstammzellen bei den Embryonen deutlich reduziert, bei denen der Rezeptor für das Interferon ausgeschaltet war. „Eine wichtige Beobachtung unserer Studie ist zudem, dass Interferon nicht etwa die Zellteilungsaktivität bereits vorhandener Blutzellen verstärkt, sondern dass sich die Stammzellen aus den Zellen der Blutgefäße entwickeln“, so Sawamiphak.

Interferon-Gamma Teil einer Signalkette

In weiteren Experimenten gelang es den Forschern, den Effekt von Interferon-Gamma auf die Bildung von Blutstammzellen in einen Zusammenhang mit anderen bekannten Faktoren zu bringen. „Interferon-Gamma wirkt nicht unabhängig, sondern ist Teil einer Signalkette: Unsere Daten deuten darauf hin, dass fließendes Blut zusammen mit einem als NOTCH bezeichnetes Regulationselement die Bildung von Interferon auslöst. Dieses wiederum stimuliert die Stammzellproduktion“, so Sawamiphak.

Der nun entschlüsselte Mechanismus kommt für die Wissenschaftler recht unerwartet: „Im erwachsenen Organismus hat Interferon-Gamma einen gegenteiligen Effekt, da es die Blutstammzellen während einer Infektion oder Entzündungsreaktion negativ zu beeinflussen scheint“, erklärte Stainier. Eine Erklärung für diesen scheinbaren Widerspruch könne sein, dass im Laufe der Evolution dieser grundlegende Mechanismus beim ausgewachsenen Organismus in einem anderen Zusammenhang wiederverwendet worden ist.

Optimierung von Zelldifferenzierungs-Verfahren

Die Ergebnisse der Studie könnten sich als wertvoll für die zukünftige Stammzellforschung erweisen: „Bislang werden Blutstammzellen im Labor aus embryonalen Stammzellen oder anderen aufwändig isolierten Stammzellen mit teils recht geringer Ausbeute hergestellt. Unsere Studie könnte dazu beitragen, dass man die gängigen Verfahren zur Zelldifferenzierung optimiert“, so Stainier. Ziel sei es, den Zugang zu Blutstammzellen und ihre Herstellung zu vereinfachen.

Originalpublikation:

Interferon Gamma Signaling Positively Regulates Hematopoietic Stem Cell Emergence
Suphansa Sawamiphak et al.; Developmental Cell, doi: 10.1016/j.devcel.2014.11.007; 2014

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1 Kommentar:

Gast
Gast

Es gibt bereit das Verfahren das man Blutstammzellen aus peripheren Blut generiert, unter anderem bei Aktivierung vom Noch und anderen Regulation Proteinen aus der Signal kette.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24143385

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