Die Nadeln im Heuhaufen

News: Die Nadeln im Heuhaufen

Die Isolation von Blutstammzellen ist wichtig für verschiedenste Forschungsvorhaben. Doch bisher war es keine leichte Aufgabe für Wissenschaftler, die entsprechenden Zellen zu identifizieren. Nun fanden amerikanische Forscher einen chemischen Marker auf der Zelloberfläche, durch den dies einfach möglich ist. Die Wissenschaftler hoffen, daß am Ende ihrer Arbeit die Möglichkeit stehen wird, im Labor aus kultivierten Stammzellen alle Arten von Blutzellen zu gewinnen, die zum Beispiel für Bluttransfusionen benötigt werden.

Blutstammzellen, bei Erwachsenen im Knochenmark gebildet, besitzen zwei einzigartige Fähigkeiten: sie können sich zu jeder Art von Art von Blutzellen weiterentwickeln, und sie sind in der Lage, sich selbst zu erneuern, indem sie neue Tochter-Stammzellen generieren.

Jahrelang war es ein großes Problem, zwischen blutbildenden Vorläufer- und Stammzellen zu unterscheiden. Vorläuferzellen sind unreife Zellen, die sich in rote und weiße Blutkörperchen und in Blutplättchen differenzieren können. Sie werden zum Beispiel zum Wiederaufbau des Blutes und Immunsystems von Patienten nach Chemotherapien oder Bestrahlungen genutzt. Die besonderen Eigenschaften von Stammzellen besitzen sie nicht. Undifferenzierte Vorläuferzellen und auch Stammzellen können mit Hilfe des Markers CD34 erkannt werden. Vorläuferzellen mit CD34, die als CD34-positiv bezeichnet werden, machen etwa 0,5 bis 1 Prozent der Knochenmarkszellen aus. Stammzellen sind noch viel seltener: vielleicht 0,1 Prozent der CD34-positiven Zellen, also eine von 100 000 Knochenmarkszellen.

Eine Isolation der Stammzellen war außer aufgrund der geringen Menge auch deswegen so schwierig, weil bisher kein dem CD34 vergleichbarer Marker bekannt war. Diese Schwierigkeit könnte nun überwunden sein. Cesare Peschle von der Thomas Jefferson University gibt an, einen Marker entdeckt zu haben, der spezifisch für die blutbildenden Stammzellen ist (Science, Ausgabe vom 3. September 1999). Bei dieser Studie arbeitete er mit Wissenschaftlern des Kimmel Cancer Center, der University of Nevada, der Universität Tübingen und dem Istituto Superiore di Sanità in Rom zusammen.

Auf ihrer Suche konzentrierten sich Peschle und seine Kollegen auf KDR, ein Protein, das als Rezeptor für den sogenannten vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) dient. KDR wird in endothelialen Zellen gebildet – und wie die Forscher entdeckten, in geringen Mengen auch in CD34-positiven Vorläuferzellen. Während der Embryonalphase steht die Produktion von primitiven blutbildenden Zellen in engem Kontakt mit KDR-positiven Endothelzellen. Die Wissenschaftler vermuteten daraufhin, KDR könnte vielleicht nach der Geburt einen Marker für blutbildende Stammzellen darstellen.

Sie fanden einen Antikörper, der auf den KDR-Rezeptor ansprach und mit dessen Hilfe KDR-produzierende Zellen von anderen CD34-positiven Vorläuferzellen unterschieden werden konnten. In der Menge der gefundenen KDR-Zellen waren nur blutbildende Stammzellen und keine Vorläuferzellen zu finden. In Ergänzung dazu enthielt die Menge ohne KDR keine Stamm- und nur Vorläuferzellen.

Peschle und seine Mitarbeiter führten bereits die ersten Versuche mit KDR-positiven Stammzellen durch. "Die Nutzung von Stammzellen ist sehr wichtig und vielfältig," meint der Wissenschaftler. "Wenn wir die Stammzellen in Reinkultur haben, sind wir im Endeffekt in der Lage, sie auf einer funktionalen, phänotypischen und molekularen Ebene zu charakterisieren."

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