Alles muss im Fluss sein! Zumindest für Blutstammzellen.

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Autor: Fee
Hämatopoetische Stammzellen (HSZ, Blustammzellen) bilden den Ausgangspunkt für den Nachschub an Zellen für das Immunsystem. Das dies unverzichtbar für die Ehaltung unserer Gesundheit ist ist wohl klar. Doch auch als medizinische Anwendung sind diese Zellen enorm wichtig, da sie für die Transplantation bei Leukämiepatienten verwendet werden, deren blutbildenes System zuvor durch Bestrahlung oder Chemothearpie vernichtet wurde. Und dann haben sie die Aufgabe für den Patienten ein neues Immunsystem aufzubauen. Doch diese Zellen sind nicht so einfach zu fassen, da sie sich am liebsten im Knochenmark aufhalten und darum musste man lange Zeit operativ den Beckenkamm öffnen um diese Zellen zu entnehmen. In den letzten Jahren sind dann Medikamente in die Anwendung gekommen, die ein Ausschwemmen von HSZ in den Blutkreislauf bewirken, von wo sie viel leichter gewonnen werden können. Bis jetzt war man der Meinung, dass Faktoren die sowohl deren Vervielfältigung als auch Differenzierung steuern rein biochemischer Natur wären, und entweder durch Zell-Zellkontakt oder durch freischwimmende Biomoleküle vermittelt werden. Soviel zur Theorie.

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Erythrozyt, Thrombozyt, Leukozyt (Bild: Wikipedia)

Doch nun haben zwei Gruppen aus Boston gleich zwei Paper (eins in Cell und eins in Nature) veröffentlicht, in denen sie einen positiven physikalischen Einfluss der Scherkräfte des Blutflusses auf die Proliferation und die zu findende gesamtzahl der HSZ nachweisen.
Die erste Gruppe um Leonard Zon, Direktor des Stem Cell Program am Children’s Hospital Boston, untersuchte mehr als 2500 Chemikalien und deren Einfluss auf die Anzahl von HSZ in Zebrafischen. Und dabei entdeckten sie, dass alle Substanzen, die die Anzahl der Zellen erhöhten, auch eine Steigerung der Blutflussrate vermittelten.
Die zweite Grupe um George Daley vom Harvard Stem Cell Institute und Children’s Hospital Boston fand vergleichbare biomechanische Einflüse bei Experimenten mit hämatopoetischen Vorläuferzellen, die aus embryonalen Mäusestammzellen gewonnen wurden. Dafür verwendeten sie eine Apparatur, die durch Rühren einen Scherstress erzeugt und dieser erwies sich als ausschlaggebend für die Proliferation der Zellen.
Beide Studien untermauerten ausserdem den positiven Einfluss von Stickstoffmonoxid (NO), das die Proliferation steigert und sogar eine Zebrafschmutante, die keinen Herzschlag entwickelt, revertieren kann. Wie genau die unterschiedlichen Faktoren zusammenspielen ist unklar, doch ein wichtiger Einfluss auf die Blutbildung wurde damit entschlüsselt, der bestimmt weitere Anwendungen in der Kultivierung und künstlichen Erzeugung, zum Beispiel aus iPS, vorantreibt.

Adamo, L., Naveiras, O., Wenzel, P., McKinney-Freeman, S., Mack, P., Gracia-Sancho, J., Suchy-Dicey, A., Yoshimoto, M., Lensch, M., Yoder, M., García-Cardeña, G., & Daley, G. (2009). Biomechanical forces promote embryonic haematopoiesis Nature DOI: 10.1038/nature08073

Trista E. North,1,2,8 Wolfram Goessling,1,3,4,5,8 Marian Peeters,6 Pulin Li,1 Craig Ceol,1 Allegra M. Lord,1 Gerhard J. Weber,1, & James Harris,2 Claire C. Cutting,3 Paul Huang,7 Elaine Dzierzak,6 and Leonard I. Zon1,* (2009). Hematopoietic Stem Cell Development
Is Dependent on Blood Flow Cell DOI: 10.1016/j.cell.2009.04.023

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Kategorie: Wissenschaftsnews

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  1. [...] enthält verschiedene Arten von Stammzellen. Mit den blutbildenden (hämatopoetischen) Stammzellen, die insbesondere bei der Behandlung von Krebs-Patienten zum Einsatz kommen, hatten wir uns hier [...]

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