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Stammzellen

Stammzellen im Alterungsprozess

| Autor / Redakteur: Cornelia Gilbrich-Wille / Doris Popp

Immunhistochemische Färbung zur Identifizierung der intestinalen Stammzellen: Im alternden Gewebe mit intakten p53 werden die Stammzellen deletiert.
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Immunhistochemische Färbung zur Identifizierung der intestinalen Stammzellen: Im alternden Gewebe mit intakten p53 werden die Stammzellen deletiert. (Bild: Leica)

Der physiologische Prozess des Alterns ist ein elementarer Bestandteil des Lebens. Welche Vorgänge für den Alterungsprozess verantwortlich sind, ist ein Schwerpunkt der biomedizinischen Forschung. Eine Forschergruppe der Universitätsmedizin Göttingen untersucht molekulare Mechanismen in Stammzellen und deren Rolle beim Alterungsprozess sowie bei der Tumorentstehung. Signalproteine wie p53 und p21 scheinen hier ein wichtige Rolle zu spielen. Um diese Proteine in spezifischen Zelltypen untersuchen zu können, werden die Zellen mithilfe der Lasermikrodissektion aus Organgewebe isoliert.

Die Molekularmedizin in der Alternsforschung will die Mechanismen des Alterungsprozesses entschlüsseln und Möglichkeiten zur Verbesserung der Lebensqualität im Alter entwickeln. In diesem Bereich ist vor allem die Stammzellforschung von herausragender Bedeutung. Stammzellen, von denen verschiedene Arten existieren, sind im Alterungsprozess außerordentlich wichtig. Es gibt für die embryonale Entwicklung relevante Stammzellen, die pluripotent sind und alle Zelltypen eines Organismus bilden können.

Beim erwachsenen Menschen sind diese embryonalen Stammzellen nicht mehr vorhanden. Sie existieren nur noch als so genannte adulte Stammzellen. Diese sind organspezifisch, das heißt, begrenzt auf einen Organtyp können meist noch zwei bis drei unterschiedliche Zelltypen gebildet werden. So differenzieren Stammzellen im Knochenmark beispielsweise nur noch zu Zellen aus dem hematopoetischen System wie beispielsweise Immunzellen und rote Blutkörperchen. Stammzellen der Haut bilden neue Zellen der Haut.

Sinalproteine p53 und p21 von Bedeutung

Für die Forscher sind die adulten Stammzellen besonders interessant, da diese im Gewebe bereits vorhanden sind und während des Alterungsprozesses bestehen bleiben. Allerdings nimmt die Fähigkeit des Gewebes sich zu regenerieren im Alter auch im Bereich der organspezifischen Stammzellen rapide ab.

Die Wissenschaftler der Universitätsmedizin Göttingen wollen herausfinden, warum dies so ist, bzw. Möglichkeiten finden, adulte Stammzellen zur Teilung anzuregen, um das entsprechende Gewebe erfolgreicher zu regenerieren. Dabei befassen sie sich unter anderem mit den Signalproteinen p53 und p21 befasst.

Es gibt mehrere Gründe, warum ein Organismus altert. Ein wichtiger Aspekt in diesem Prozess sind die Telomere, die sich am Ende der Chromosomen befinden und als eine Art „Schutzkappe“ dazu dienen, die genetische Information einer Zelle zu erhalten. Durch das sogenannte „Endreplikationsproblem“ geht bei jeder Zellteilung ein kleines Stück dieser Schutzkappe verloren. Ab einem gewissen Punkt können die Telomere ihre Schutzfunktion nicht mehr aufrecht erhalten. Das kann zum Verlust von genetischer Information, chromosomaler Instabilität und damit zu einer Entartung der Zelle führen. Zellen sind häufig Ursache für die Entstehung von Tumoren. Deshalb wird ein Mechanismus in Gang gesetzt, der dazu führt, dass sich derartige Zellen nicht weiter teilen. Dieser Schutzmechanismus, der die Tumorentstehung verhindern soll, wird von einem außerordentlich wichtigen Signalmolekül – dem Protein p53 – aktiviert und kontrolliert. Wie wichtig dieses Protein ist, lässt sich daran erkennen, dass p53 in 90 Prozent der Krebsfälle nicht mehr richtig funktioniert oder ganz fehlt. Bei den Stammzellen kommt es ebenfalls zu einer Verkürzung der Telomere. Auch hier wird p53 aktiviert, was eine weitere Teilung der Stammzellen unterbindet.

Ergänzendes zum Thema
 
Interview: Mikrodissektion in der Altersforschung

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