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19. Juli 2017

Neuen Knochen wachsen lassen

Mit Stammzellen verbindet sich die Hoffnung, verschiedene Gewebearten herstellen und zur Heilung von beschädigtem Körpergewebe einsetzen zu können. Zürcher Forscher haben dazu neue Erkenntnisse gewonnen.

Embryonale Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in jede beliebige Körperzelle zu entwickeln. Wissenschaftler wollen solche Zellen zum Beispiel für die Herstellung von Knochengewebe nutzen, um damit Kranken und Unfallopfern zu helfen. Das sogenannte Tissue Engineering für Knochenersatz steckt noch in den Anfängen, wie PD Dr. Paolo Cinelli vom Universitätsspital Zürich sagt: „Üblicherweise werden Stammzellen aus dem Knochenmark oder dem Fettgewebe entnommen und in einem Inkubator über Wochen gezüchtet. Hierbei entsteht Eigenknochen, allerdings ist die Behandlung sehr teuer und nimmt viel Zeit in Anspruch. Wünschbar sind daher 'bessere' Stammzellen, die schneller differenzieren und möglicherweise gebrauchsfertig zur Verfügung stehen.“

Das Eiweiss Pramel7

Paolo Cinelli hat nun mit Kolleginnen und Kollegen von Universitätsspital und Universität Zürich neue Erkenntnisse gewonnen, die künftig bei der Herstellung von Knochenersatz helfen könnten. Die Forscher haben ein Eiweiss entdeckt, das die embryonalen Stammzellen in die Lage versetzt, sich in alle Körperzellen zu entwickeln. Diese Entdeckung ist unter anderem deshalb wichtig, weil sie erklärt, warum embryonale Stammzellen, die in der Zellkultur gezüchtet werden, ein weniger gutes Entwicklungspotenzial haben als embryonale Stammzellen, die direkt einem Embryo (Blastozyste) entnommen werden. Der Grund dafür ist offensichtlich das Eiweiss Pramel7: Dieses sorgt dafür, dass sich Stammzellen besonders gut in andere Körperzellen entwickeln können, indem es das Erbgut (DNA) in den Stammzellen von epigenetischen Markierungen befreit. Bei den Markierungen handelt es sich um Methylgruppen, die sich an der DNA anheften und dadurch das Entwicklungspozential der Stammzellen einschränken.

Neue Wege zu Knochenersatz

Die Entdeckung von Pramel7 könnte in Zukunft in verschiedener Art genutzt werden: Zum einen könnte es gelingen, die in der Zellkultur gezüchteten embryonalen Stammzellen so zu 'veredeln', dass sie über das gleich hohe Entwicklungspotenzial verfügen wie embryonale Stammzellen in der Blastozyste. Dafür müsste das Eiweiss in den gezüchteten Zellen aktiviert werden. Konkret möchten die Zürcher Wissenschaftler die 'verbesserten' Stammzellen dann für die Herstellung von Knochenersatz nutzen. Ein solcher ist zum Beispiel vonnöten, wenn ein Teil des Knochens so stark beeinträchtigt ist, dass er mit neuem Gewebe ersetzt werden muss. „Wir versuchen zur Zeit, die gewonnenen Erkenntnisse auf verschiedene Arten von Stammzellen zu übertragen, um neue Wege zur Herstellung von Knochenersatz aufzuzeigen.“

Zürcher Wissenschaftler erforschen die Herstellung von Knochenersatz aus Stammzellen. http://bit.ly/2toO16z #iph
Das Bild zeigt wenige Tage alte embryonale Zellhaufen: links mit funktionierendem Pramel7, rechts ohne
Das Bild zeigt wenige Tage alte embryonale Zellhaufen: links mit funktionierendem Pramel7, rechts ohne.
 

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