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News: Hilfe von außerhalb

Bisher wurde davon ausgegangen, daß die differenzierten Zellen, aus denen ausgewachsene Organe bestehen, sich nur aus noch veränderlichen fötalen Zellen entwickeln können. Nun haben Wissenschaftler gezeigt, daß Blut-Stammzellen auch eine Zellinie generieren können, aus der feste Organe entstehen. Aus dem Knochenmark stammende Zellen scheinen in der Lage zu sein, voll funktionsfähige Leberzellen zu generieren.
Wird eine Leber verletzt, so erfolgt die Regeneration normalerweise durch gesunde Hepatocyten (Leberzellen). Aber wenn die Teilung der Hepatocyten im Experiment unterdrückt und die Leber anschließend verletzt wird, dann treten die sogenannten ovalen Zellen in Erscheinung. In einer solchen Situation vermehren sie sich stark und transformieren zu verschiedenen Funktionstypen von Leberzellen. So wird die Reparatur des beschädigten Organs unterstützt. Die Herkunft der ovalen Zellen wurde bisher kontrovers diskutiert. Es war aber bekannt, daß sie Marker tragen, die auch bei Knochenmarkszellen auftreten.

Frühere Untersuchungen haben bereits gezeigt, daß Knochenmarkszellen zwei wichtige Zelltypen hervorbringen: mensenchymale Zellen, aus denen Knochen und Muskeln entstehen und Endothelzellen, die die Auskleidung der Blutgefäße bilden. Die neue Studie weist nun zum ersten Mal darauf hin, daß auch ein dritter Zelltyp entstehen kann – Endothelzellen, aus denen sich ganze Organe entwickeln.

Wisssenschaftler der University of Pittsburgh bestrahlten weibliche Ratten, um deren Knochenmark zu zerstören. Diese Weibchen empfingen dann Knochenmark von männlichen Ratten. Nach etwa zwei Monaten wurden die so entstandenen Tiere einer chemischen Behandlung unterzogen, die ihre gesunden Leberzellen an der Reproduktion hinderte.

Nach einer Woche fügten die Wissenschaftler der Leber der Tiere Verletzungen zu. 15 Tage nach diesen Verletzungen entnahmen sie die Lebern und prüften sie auf einen Marker, der nur auf dem männlichen Y-Chromosom auftritt. Sie fanden sowohl ovale Zellen als auch Hepatocyten mit diesem speziellen Marker. Dieses Ergebnis ließ den Schluß zu, daß als Reaktion auf die Verletzung Stammzellen vom Knochenmark zu der Leber gewandert waren. Diese Stammzellen waren zu ovalen Zellen differenziert und die wiederum zu Leberzellen (Science vom 14. Mai 1999).

"Unsere Tierexperimente ... haben deutlich gezeigt, daß vom Knochenmark stammende Zellen unter Umständen zu voll funktionstüchtigen Leberzellen werden. Allerdings wahrscheinlich über ovale Zellen als Zwischenstadium", führt Bryon Petersen von der University of Pittsburgh School of Medicine aus. "Der nächste Schritt wird darin bestehen herauszufinden, welche Knochenmarkszellen die ovalen Zellen hervorbringen, oder das Signal zu entdecken, welches die Leber aussendet, damit solche Zellen am Ort der Verletzung auftauchen."

Petersen und seine Kollegen wiederholten den Versuch mit einem anderen Marker. Außerdem überprüften sie ihre Hypothese, indem sie ganze Lebern einer Rattenart, die einen spezifischen Zellmarker besaß (L21-6-negativ), in Ratten mit einem anderen Marker (L21-6-positiv) transplantierten. Nach einer künstlichen Verletzung der Leber zeigte sich, daß die transplantierte L21-6-negative Leber durch L21-6-positive Zellen repariert worden war. Der Ursprung der Ersatzzellen mußte also außerhalb der Leber liegen.

Die Hoffnung der Wissenschaftler ist nun, daß durch solche Stammzellen Patienten geholfen werden könnte, deren Leber sich nicht mehr selbst reparieren kann. Sie sehen in solchen Kulturen außerdem die Möglichkeit, Zellreserven anzulegen, und diese dann bei Gentherapien oder zur Heilung geschädigter Lebern einzusetzen. Ein Vorteil der Zellen liegt vor allem darin, daß es zu keiner Abstoßungsreaktion kommen würde, wenn sie in den Körper zurück transplantiert werden.

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