Adulte Stammzellen Migrationsverhalten von adulten Stammzellen analysiert

Forscher vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung haben Schlüsselfaktoren identifiziert, mit denen adulte Stammzellen den Weg vom Blut in ein geschädigtes Organ finden. Die Wissenschaftler hoffen, mit diesen neuen Erkenntnissen Stammzelltherapien effizienter gestalten zu können.

Anbieter zum Thema

LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG

Labexchange - Die Laborgerätebörse GmbH

Geuer International GmbH

Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Bad Nauheim - Adulte Stammzellen können die Ersatzzellen liefern, die für Umbau- und Reparaturvorgänge erkrankter Organe benötigt werden. Bei der Behandlung von Herzerkrankungen gelten sie als große Hoffnungsträger.

Bekommt ein Patient im Rahmen einer Stammzelltherapie Knochenmarkszellen intravenös injiziert, finden die Zellen den Weg vom Blut zum erkrankten Organ. Die körpereigenen, knochenmarksstämmigen Stammzellen werden wahrscheinlich über Botenstoffe angelockt.

Gezieltes Einwandern adulter Stammzellen

Zusammen mit seinem Team am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim hat Thomas Braun mithilfe von DNA-Mikroarrays und transgenen Mäusen jetzt zwei Rezeptoren identifiziert, die für das gezielte Einwandern (Homing) einer definierten Population adulter Stammzellen (multipotente mesenchymale Stammzellen) verantwortlich sind.

Ein Migrationsassay in einem speziellen Zellkulturgefäß (Boyden-Kammer) ergab, dass nur wenige der untersuchten Testsubstanzen die Zellwanderung deutlich stimulierten. „Die Migration der multipotenten mesenchymalen Stammzellen wurde am stärksten stimuliert, wenn MCP-1 in der Kammer war. Da bekannt ist, dass MCP-1 an den CC-Chemokin-Rezeptor-2 bindet, konnten wir auf diese Weise den verantwortlichen Rezeptor identifizieren“, sagt Thomas Braun. Der CCR2-Rezeptor gehört zur Gruppe der G-Protein gekoppelten Rezeptoren.

Diesen Zusammenhang bestätigten die Forscher auch im Mausmodell. Sie injizierten zuvor markierte Knochenmarkszellen in transgene Mäuse, bei denen MCP-1 herzspezifisch überexprimiert wurde. Die Zellen reicherten sich vorwiegend im Herz an. Dies deuteten die Forscher als eindeutigen Hinweis darauf, dass die Wanderung der Zellen über MCP-1 und den CC-Chemokin-Rezeptor-2 (CCR2) geht.

FROUNT steuert Migrationsbewegung

Darüber hinaus identifizierten die Nauheimer Forscher ein weiteres Molekül, das für das Einwandern der mesenchymalen Stammzellen essentiell ist. Das FROUNT genannte Protein ist verantwortlich für die intrazelluläre Verarbeitung des am CCR2 generierten Signals und löst die Migrationsbewegung der Stammzellen aus. „Nachdem wir FROUNT mittels eines gentechnischen Eingriffs in den mesenchymalen Stammzellen blockiert hatten, wanderten die Zellen nicht mehr in das Herz der MCP-1-Mäuse ein“, erklärt der Max-Planck-Wissenschaftler. „An Mäusen, die durch einen vorübergehenden Verschluss eines Herzkranzgefäßes an einer Ischämie litten, konnten wir zudem zeigen, dass CCR2 und FROUNT auch die Proteine sind, die für das Homing der mesenchymalen Stammzellen beim erkrankten Herz entscheidend sind.“

Die Forscher wollen nun das Migrationsverhalten von zirkulierenden Stammzellen optimieren, sodass mehr Stammzellen für die Regeneration eines geschädigten Herzens zur Verfügung stehen.

Originalveröffentlichung: Belema-Bedada F. et al.: Efficient Homing of Multipotent Adult Mesenchymal Stem Cells Depends on Frount-Mediated Clustering of CCR2, Cell Stem Cell, Vol 2, 566-575; 5. Juni 2008

(ID:258802)