Presseinformation der Ruhr-Universität Bochum vom 28.06.2012
Das Schicksal von Stammzellen in die Hand nehmen
RUB-Forscher erzeugen gezielt unreife Nervenzellen
RUB-Biologen haben gezielt Stammzellen aus dem Rückenmark von Mäusen in unreife Nervenzellen umgewandelt. Das gelang, indem sie die Zellumgebung, extrazelluläre Matrix genannt, durch die Substanz Natriumchlorat veränderten. Über Zuckerseitenketten bestimmt die extrazelluläre Matrix, welchen Zelltyp eine Stammzelle annimmt. „Vorläuferzellen pharmakologisch so zu beeinflussen, dass sie sich in einen bestimmten Typ verwandeln, kann zukünftig bei Zellersatztherapien helfen“, so Prof. Dr. Stefan Wiese, Leiter der Arbeitsgruppe Molekulare Zellbiologie. „Therapien zum Beispiel für Parkinson, Multiple Sklerose oder Amyotrophe Lateralsklerose könnten dann effizienter werden.“ Das Team beschreibt seine Ergebnisse in der Zeitschrift Neural Development.
Sulfat entscheidet über Stammzellschicksal
Natriumchlorat wirkt in der Zelle auf Enzyme des Stoffwechsels, die Sulfatgruppen an Proteine anhängen. Werden diese Sulfate nicht eingebaut, bildet die Zelle zwar weiterhin Proteine für die extrazelluläre Matrix, allerdings mit veränderten Zuckerseitenketten. Diese Ketten wiederum senden Signale aus, die das Schicksal der Stammzellen definieren. Stammzellen können sich nicht nur zu Nervenzellen entwickeln, sondern auch Astrozyten oder Oligodendrozyten bilden, die zum Beispiel für den Mineralhaushalt der Nervenzellen verantwortlich sind oder deren Isolierschicht bilden. Was mit Stammzellen passiert, wenn durch Natriumchlorat das Sulfatmuster geändert wird, untersuchte ein Forscherteam um Dr. Michael Karus zusammen mit der AG Molekulare Zellbiologie.
Positiver Nebeneffekt: Nervenzellen bleiben unreif
Für die Studie kooperierten die RUB-Labore von Prof. Dr. Stefan Wiese, Prof. Dr. Andreas Faissner und Prof. Dr. Irmgard Dietzel-Meyer. Mit Antikörpern wiesen die Forscherinnen Forscher nach, dass Zellen, die sie mit Natriumchlorat behandelt hatten, sich zu Nervenzellen entwickelten. Sie analysierten außerdem den Fluss von Natriumionen in das Innere der Zellen. Das Ergebnis: Behandelte Zellen wiesen einen geringeren Natriumstrom auf als reife Nervenzellen. Natriumchlorat begünstigt also die Entwicklung von Stamm- zu Nervenzellen, hemmt aber gleichzeitig auch die Reifung – ein positiver Nebeneffekt, wie Wiese erklärt: „Wenn Natriumchlorat die Nervenzellen in einer frühen Entwicklungsphase stoppt, könnte das dafür sorgen, dass sie sich nach einer Transplantation besser ins Nervensystem integrieren, als es reife Nervenzellen tun würden.“ (Julia Weiler)
Titelaufnahme:
M. Karus, S. Samtleben, C. Busse, T. Tsai, I.D. Dietzel, A. Faissner, S. Wiese (2012): Normal sulphation levels regulate spinal cord neural precursor cell proliferation and differentiation, Neural Development, doi:10.1186/1749-8104-7-20
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