Funktion wichtiger Gene in Stammzellen identifiziert

26. November 2011, 11:13
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Regulatoren offenbar entscheidend für die Weiterentwicklung von Stammzellen im Fruchtwasser

Wien - Stammzellen durchlaufen in der Embryonalentwicklung zahlreiche Kontrollmechanismen, welche sie sofort in den programmierten Zelltod abgleiten lassen, wenn etwas nicht "stimmt". Ein Team um den Medizin-Genetiker Markus Hengstschläger (MedUni Wien) hat jetzt die Funktion zweier Gene geklärt, welche offenbar entscheidend für die Weiterentwicklung von Stammzellen sind, wie sie im Fruchtwasser gefunden werden.

Der Hintergrund: Seit sie im Jahr 2003 von der Arbeitsgruppe um Hengstschläger vom Institut für Medizinische Genetik der MedUni Wien entdeckt wurden, sind Stammzellen aus dem humanen Fruchtwasser ein international intensiv bearbeitetes und vielversprechendes Forschungsgebiet geworden.

Vorteile

Der Leiter des Instituts: "Ihr hohes Entwicklungspotenzial gemeinsam mit ihrer Eigenschaft, sich leicht und effizient im Labor vermehren zu lassen, sind klare Vorteile von Fruchtwasserstammzellen gegenüber anderen adulten Stammzelltypen. Ihre Vorteile gegenüber embryonalen Stammzellen sind, dass sie sich nicht zu Tumorzellen entwickeln und dass für ihre Gewinnung keine Embryonen zerstört werden müssen, was in Österreich verboten ist." Außerdem haben sie nie - im Gegensatz zu Stammzellen, welche künstlich rückentwickelt wurden (iPS cells) - Merkmale bereits ausdifferenzierter Zellen aufgewiesen und tragen weniger die Gefahr für Mutationen in sich.

In der Grundlagenforschung will man aus Stammzellen im Labor verschiedene andere Zelltypen herstellen, um dabei die molekularen Prozesse dafür aufklären zu können. Vergangenes Jahr zeigten die Wiener Wissenschafter, dass Fruchtwasserstammzellen sogenannte "embryoid bodies" bilden können, die aus verschiedenen Zelltypen aller drei Keimblätter bestehen. Außerdem wurde eine Methode etabliert, Gene in diesen Stammzellen effizient auszuschalten. Das ermöglicht die Identifizierung ihrer Funktion.

Wichtige Regulatoren

Jetzt haben die Forscher mittels dieser Methoden herausgefunden, dass zwei Gene, TSC (Tuberin) und PRAS40, äußerst wichtige Regulatoren des Entwicklungspotenzials von Stammzellen sind. Die Stammzelle benötigt diese Proteine, um sich entwickeln zu können. Schaltet man diese Gene aus, so entwickelt sich die Stammzelle nicht weiter, sondern stirbt eine Form des programmierten Zelltods (Apoptose).

Hengstschläger und sein Team: "Der menschliche Körper befindet sich in einem stabilen Gleichgewicht zwischen Zelltod und Abbau von Geweben und der Regeneration von Geweben aus Stammzellen. So wird etwa eine menschliche Magenzelle nur zwei Tage alt, Hautzellen leben zwei bis vier Wochen, eine Lungenzelle stirbt nach 80 Tagen und rote Blutkörperchen nach 120 Tagen."

Regeneration

Die Regeneration erfolgt aus den Stammzellen des Körpers. Diese müssen sich bei dieser Entwicklung offensichtlich entscheiden: Entweder sie entwickeln sich korrekt oder sie sterben an Apoptose (programmierter Zelltod). Laut der jetzt in dem international renommierten humangenetischen Fachjournal "Human Molecular Genetics" veröffentlichten Studie sind es eben die Gene TSC2 und PRAS40, die hier an entscheidender Stelle wirken.

Bei beiden Genen bzw. den von ihnen kodierten Proteinen handelt es sich um Faktoren, welche das Enzym mTOR kontrollieren. mTOR ist ein sehr wichtiger Regulator der Zellteilung, des Zellwachstums und eben auch des programmierten Zelltods. (APA)

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