Adulte Stammzellen in Skelettmuskeln nachgewiesen

Genetische Markierung lässt das Schicksal einzelner Satellitenzellen nach der Injektion in lebenden Mäusen verfolgen und ihren Stammzellcharakter direkt sichtbar machen
Stanford (USA) - Eine Stammzelle zeichnet sich durch zwei typische Merkmale aus: Sie kann sich vermehren, ohne dabei ihre Eigenschaften zu verändern. Und sie ist fähig, sich als Reaktion auf bestimmte Signale in einen speziellen Zelltyp umzuwandeln. Erstmals fanden sich Zellen mit diesen Merkmalen jetzt auch in Muskeln - bei Mäusen konnten amerikanische Forscher sie eindeutig nachweisen. Wahrscheinlich sind solche adulten Muskelstammzellen auch im menschlichen Muskelgewebe vorhanden. Sie könnten therapeutisch eingesetzt werden, um Verletzungen und Muskelkrankheiten zu heilen, schreiben die Wissenschaftler in einer Online-Veröffentlichung des Fachjournals "Nature".

"Es war bekannt, dass diese Satellitenzellen eine wesentliche Rolle bei der Regeneration von Muskelgewebe spielen. Aber wir haben erstmals bewiesen, dass eine einzelne solche Zelle sich auch als Stammzelle vermehren kann", sagt Alessandra Sacco aus dem Forschungsteam von Helen Blau an der Stanford University. Satellitenzellen lagern - in einem Ruhestand - zwischen den Fasern der Skelettmuskeln. Bei einer Muskelverletzung werden sie aktiviert und können neue Muskelzellen bilden. Die Forscher statteten Satellitenzellen von Mäusen mit einem Gen für das Enzym Luciferase aus. Durch diese genetische Markierung lassen sich alle Nachkommen dieser Zellen durch eine Biolumineszenzstrahlung erkennen und in lebenden Tieren fotografisch nachweisen.

Die Wissenschaftler injizierten jeweils eine so markierte Zelle in die Beinmuskeln von 144 Mäusen. In sechs der Tiere vermehrten sich die übertragenen Zellen und erzeugten 20.000 bis 80.000 Nachkommen. Die geringe Erfolgsrate dürfte dadurch zu erklären sein, dass nicht alle Satellitenzellen Stammzellen sind und einige der Zellen die Prozedur nicht lebend überstanden haben. Ein Teil der erfolgreich übertragenen Zellen wandelte sich zu Muskelzellen um oder verschmolzen mit vorhandenen Muskelzellen. Andere vermehrten sich und bildeten ein dauerhaftes Reservoir von Satellitenzellen. Damit war ihre Stammzelleigenschaft erwiesen. Nach einer Muskelverletzung trugen die am Leuchten erkennbaren Zellen wesentlich dazu bei, neue Muskelfasern zu bilden. Bestand kein Bedarf zur Regeneration, stellten sie ihre Vermehrung ein, ohne aber abzusterben. Dieses Verhalten spricht für ein geringes Krebsrisiko bei einem therapeutischen Einsatz. Die Forscher wollen nun versuchen, auch aus menschlichem Muskelgewebe aus einzelnen Satellitenzellen adulte Stammzellen anzuzüchten und ihre Eignung für den Ersatz von Muskelgewebe zu testen.

Stanford University
Quelle: "Self-renewal and expansion of single transplanted muscle stem cells", Alessandra Sacco et al.; Nature, Online-Publikation, DOI: 10.1038/nature07384


 

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