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News: Neue Isolierung aus Stammzellen

Die Fortsätze von Nervenzellen sind von einer Myelinschicht ummantelt. Wird diese Markscheide zerstört, leidet die Weiterleitung der Signale enorm darunter. Amerikanischen Neurologen gelang es nun, aus embryonalen Stammzellen in Kultur Oligodendrocyten herzustellen. Als sie diese in Ratten mit geschädigtem Rückenmark einpflanzten, konnten sie bereits nach kurzer Zeit neue Myelinscheiden um die nackten Axone feststellen.
Die Axone der Nervenzellen sind von einer so genannten Myelinscheide – alternierenden Lagen aus Protein und Lipid – umgeben. Wenn dieser isoliernde Mantel zerstört wird, können die Nervenfasern ihre Funktion nicht mehr erfüllen. Bei Verletzungen des Rückenmarks gehen daher oft die Verbindungen des Zentralen Nervensystems mit den restlichen Körperteilen verloren. "Die Myelinscheide ansonsten intakter Axone wieder herzustellen, könnte ein Weg sein, Patienten mit Rückenmarksschäden zu helfen, ihre Beine wieder zu bewegen und ihre Blase zu kontrollieren", erklärt John McDonald von der Washington University School of Medicine in St. Louis.

Sein Kollege David I. Gottlieb entdeckte, dass man embryonale Stammzellen, die sich zu allen Zelltypen des Körpers entwickeln können, durch Zugabe von Retinsäure beeinflussen kann. Durch diese Behandlung werden die noch undifferenzierten Zellen zu Vorläufern von Nervenzellen: Neuronen, Astrocyten und Oligodendrocyten. McDonald und seine Kollegen konnten zeigen, dass die Oligodendrocyten aus diesem Gemisch die Axone beschädigter Neuronen mit einer neuen Myelinschicht umghüllen (Proceedings of the National Academy of Sciences vom 23 Mai. 2000, Abstract).

Sie pflanzten die aus embryonalen Stammzellen einer Maus hergestellten Mischkulturen in eine Ratte ein, deren Rückenmark zuvor mit einer entmyelinisierenden Substanz behandelt worden war. Um sie nachher von den Rattenzellen unterscheiden zu können, markierten die Forscher die Mäusezellen mit verschiedenen Methoden. Bereits eine Woche nach der Injektion entdeckten sie Mäusezellen in der beschädigten Region. Die meisten Zellen hatten sich zu funktionsfähigen Oligodendrocyten – den Gliascheidenzellen des Zentralen Nervensystems (ZNS) – entwickelt, vermutlich auf Grund der Signale des beschädigten Rückenmarks. "Wir beobachteten eine sehr schnelle Myelinisierung", sagt McDonald. "Schon eine Woche nach der Transplantation fanden wir dicht umhüllte Axone."

Die Wissenschaftler konnten aber auch reine Kulturen der Gliascheidenzellen herstellen. Dafür überführten sie die Mischkulturen aus einem normalen Medium in eine Nährlösung, die den bevorzugten Wachstumsfaktor der Oligodendrocyten enthielt. Danach gaben sie die Zellen in ein Medium, in dem sich zuvor die Vorläufer noch unreifer Oligodendrocyten befanden und das somit Substanzen enthielt, die diese Zellen abgegeben hatten. 90 Prozent der so behandelten Zellen entwickelten sich zu Oligodendrocyten.

Die nahezu reine Kultur testeten die Wissenschaftler an einem Mausmodell, das eine wichtige Komponente des Myelins nicht herstellen kann und dessen Axone auf Grund dieses Gendefekts nur ungenügend isoliert sind. Neun Tage nach der Transplantation hatten sich die Mäuse-Oligodendrocyten bereits einige Millimeter von der Operationsstelle entfernt. Innerhalb eines Monats waren einige der Axone von einer dichten, zum Teil bis zu 15 Schichten dicken Myelinscheide umgeben.

"Das ist der erste Beweis, dass aus embryonalen Stammzellen hergestellte Oligodendrocyten beschädigte Stellen im ZNS eines erwachsenen Tieres wieder mit einer Myelinhülle versehen können", sagt McDonald. Die Transplantation von Myelin-synthetisierenden Zellen stellt daher einen sinnvollen Ansatz dar, Patienten mit Rückenmarksschäden zu helfen. "Außerdem steht uns durch unsere Methode ein unerschöpflicher Vorrat an Zellen zur Verfügung."

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