Erwachsene Stammzellen können eine Fülle von Zelltypen produzieren, berichten Wissenschaftsautoren

Erwachsene Stammzellen können eine Fülle von Zelltypen produzieren, berichten Wissenschaftsautoren
Erwachsene Stammzellen können eine Fülle von Zelltypen produzieren, berichten Wissenschaftsautoren
Anonim

Washington D.C. - Umprogrammierte adulte neurale Stammzellen können möglicherweise ein Füllhorn von Zelltypen erzeugen - aus denen Zellen in Herz, Leber, Muskeln, Darm und anderen Geweben entstehen, wie eine wissenschaftliche Studie vom 2. Juni nahelegt.

Wenn adulte neurale Stammzellen von Mäusen mit embryonalen Zellen oder innerhalb eines Embryos gezüchtet werden, können die adulten Stammzellen in einen unspezialisierten Zustand zurückkehren und verschiedene Zelllinien hervorbringen, so die Science-Studie. Die von einem Team schwedischer Wissenschaftler durchgeführte Forschung trägt zu einer wachsenden Zahl von Daten bei, die darauf hindeuten, dass adulte Stammzellen ebenso wie embryonale Stammzellen vielseitiger sein können als bisher angenommen.

Embryonale Stammzellen sind die "leeren Tafeln" eines Organismus, die sich zu allen Arten von Gewebe im Körper entwickeln können. Wissenschaftler interessieren sich seit langem für das therapeutische Potenzial embryonaler Stammzellen, die eines Tages verwendet werden könnten, um neues Gewebe für Organtransplantationen und Ersatz für Zellen zu schaffen, die durch Krankheiten wie Diabetes oder Traumata wie Rückenmarksverletzungen zerstört wurden.

Da ethische und rechtliche Kontroversen die Zukunft der embryonalen Stammzellenforschung zu trüben drohen, haben sich einige Wissenschaftler an adulten Stammzellen gewandt, um herauszufinden, ob sie auch das gleiche unbegrenzte Potenzial haben. Bis vor kurzem dachten Forscher, dass die spezialisierteren adulten Stammzellen, die in Bereichen des Körpers wie der Haut, dem Nervensystem sowie dem Blut- und Lymphsystem zu finden sind, nur ihre eigene Art hervorbringen könnten. Jetzt sammeln Wissenschaftler Beweise – einschließlich der letztjährigen Mausstudie, die zeigte, wie Hirnstammzellen, die in Knochenmark transplantiert wurden, Blutzellen produzieren könnten (siehe Science, 22. Januar 1999) –, dass erwachsene Stammzellen in der Lage sein könnten, sich selbst neu zu programmieren.

Die Science-Studie bestätigt, dass adulte Stammzellen tatsächlich chamäleonähnlicher sind als bisher angenommen, indem sie Hinweise aus ihrer zellulären Umgebung nehmen, um Nachkommen des gleichen Typs wie die sie umgebenden Zellen zu produzieren. Um den Einfluss der Umwelt auf das Schicksal adulter Stammzellen zu testen, setzte das schwedische Team genetisch markierte neurale Stammzellen der Maus einer Vielzahl von Gewebetypen aus, indem es sie zusammen mit embryonalen Zellkulturen im Labor züchtete und sie in Hühner- und Mausembryos im Frühstadium injizierte.

In den Laborkulturen änderten die Nachkommen der Stammzellen ihre Identität und wurden zu Muskelzellen. Je nachdem, welche frühe Zellschicht sie in das sich entwickelnde Huhn und die Maus infiltrieren konnten, trugen die in diese Embryonen eingebauten Stammzellnachkommen zu Herz, Lunge, Darm, Niere, Leber, Nervensystem und anderen Geweben bei.

Wie die Forscher entdeckten, zeigten sogar einsame neurale adulte Stammzellen diese Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren.In all diesen Fällen sahen und verhielten sich die Zellen genauso wie die Wirtszellen um sie herum. Die „auffallendsten Anzeichen“dieser vollständigen zellulären Umgest altung, sagen die Autoren, waren die anscheinend normalen und schlagenden embryonalen Mäuseherzen, die sehr große Mengen dieser abgeleiteten Stammzellen enthielten.

Obwohl die Wissenschaftler sicher sind, dass die Umgebung eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Schicksals einer adulten Stammzelle spielt, sind sie sich nicht ganz sicher, welchen entscheidenden Faktor die Umgebung liefert.

"Die kurze Antwort ist, dass wir keine Ahnung haben", sagt Co-Autor Jonas Frisén vom Karolinska-Institut in Stockholm. "Wir können spekulieren, dass die entscheidenden Elemente extrazelluläre Signale oder Sekrete aus embryonalen Zellen sind. Wahrscheinlich ist ein Cocktail aus verschiedenen Faktoren beteiligt, aber wir haben noch keine soliden Daten darüber, was diese Moleküle sind."

Wenn Wissenschaftler die molekulare Zusammensetzung dieser extrazellulären Signale bestimmen können, sagt Frisén, könnten Forscher den nächsten Schritt unternehmen und diese adulten Stammzellen zu mehreren verschiedenen Zelllinien überreden, ohne sie überhaupt embryonalen Zellen auszusetzen.

Frisén und Kollegen wollen andere Arten von adulten Stammzellen testen, nicht nur neurale Zellen, um zu sehen, ob sie ein ähnlich plastisches Potenzial haben.

"Dies könnte in einem klinischen Umfeld sehr wertvoll sein, da neurale Stammzellen wirklich am wenigsten zugänglich sind", sagt Frisén.

Das Forschungsteam plant auch zukünftige Experimente, um zu sehen, wie lange die transformierten Stammzellen in diesen Geweben überleben und ob sie ihre neuen Verpflichtungen auf unbestimmte Zeit beibeh alten.

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