Wie erneuern sich Organe? GSF gründet Institut für Stammzellforschung

Gleichgültig, ob der Zelltod durch Altersschwäche oder durch Verletzungen eintritt: In den meisten Organen stehen Stammzellen als Ersatztteillager zur Verfügung. Mit ihrer Hilfe kann unser Körper verletztes Gewebe und abgestorbene Zellen ersetzen, da Stammzellen die Fähigkeit haben, sich weiter zu teilen und alle Zellen eines Organs wieder zu bilden – diese Eigenschaft macht sie auch zu einem Hoffnungsträger für die Entwicklung neuer Therapien in der Medizin. Als erste Einrichtung innerhalb der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren hat die GSF jetzt ein eigenes Institut für Stammzellforschung gegründet. Ziel des neuen Institutes wird es sein, Stammzellen, sowohl während der Entwicklung als auch im ausgewachsenen Gewebe molekular und zellbiologisch zu charakterisieren. Diese Forschung hat langfristig zum Ziel, körpereigene Reparaturmechanismen zu aktivieren.

Der Forschungsschwerpunkt der Leiterin des neuen Instituts, PD Dr. Magdalena Götz, liegt auf der Bildung und Regeneration von Nervenzellen: Das Gehirn aller Säugetiere ist im Unterschied zu anderen Organen nur bedingt reparaturfähig, denn abgestorbene Nervenzellen werden nicht regeneriert. Stattdessen muss ihr Ausfall kompensiert werden, indem andere Nervenzellen ihre Aufgaben mit übernehmen. Götz interessiert sich besonders für die Frage, warum ausgerechnet diese Zellen nicht ersetzt werden, und wie ihre Neubildung angeregt werden könnte.

In einem ersten Schritt gelang der Entwicklungsbiologin im Mausmodell der Nachweis, dass Stammzellen während der Entwicklung und im adulten Gehirn sehr ähnlich sind – es sind nämlich in beiden Fällen Gliazellen. Die sogenannten radialen Gliazellen treten nur während der Entwicklung des Gehirns auf und wurden lange Zeit ausschließlich als Vorläufer für ausdifferenzierte Gliazellen betrachtet, denen im Gehirn vor allem unterstützende Funktionen zugeschrieben werden. Götz wies nach, dass sich aus radialen Gliazellen während der Gehirnentwicklung auch Nervenzellen bilden, es sich also um Stammzellen handelt. „Interessanterweise gibt es auch im erwachsenen Gehirn der Maus neurale Stammzellen, die als Gliazellen identifiziert wurden“, erzählt Götz, schränkt aber ein: „Trotzdem gibt es nur eine sehr beschränkte Neubildung von Nervenzellen im erwachsenen Gehirn, da diese adulten Stammzellen auf kleine Regionen des Gehirns beschränkt sind.“

Zu verstehen, warum dies der Fall ist, und wie Stammzellen in anderen Gehirnregionen angeregt werden könnten, ist eine der wichtigsten Voraussetzungen, um die Regeneration von Nervenzellen zu erreichen. Hier ist auch der Vergleich mit anderen Organen wie z.B dem Blutsystem sehr interessant, denn das Blutsystem erneuert seine Zellen ständig. Aus diesem Grund werden am Institut für Stammzellforschung auch mehrere Nachwuchsgruppen angesiedelt sein, die Stammzellen anderer Organe unter die Lupe nehmen. Der Schwerpunkt aller Arbeiten wird auf adulten, tierischen Stammzellen liegen, die helfen sollen, körpereigene Reparaturmechanismen zu identifizieren.

„Ich denke, dass auf lange Sicht gesehen gerade für das Gehirn und das Zentrale Nervensystem die Stammzelltransplantation eine wichtige Therapieform werden kann, denn bisher können prinzipiell abgestorbene Neurone fast nicht ersetzt werden“, blickt Götz in die Zukunft. Gelingt es, die Gliazellen im erwachsenen Gehirn wieder zur Bildung neuer Neuronen anzuregen, könnten beispielsweise Schlaganfallpatienten wieder hoffen, die bisher Ausfälle nur durch das Training intakt gebliebener Hirnbereiche kompensieren können. Allerdings wird dies noch einige Zeit dauern, wie Götz betont: „Wir befinden uns im Stadium der Grundlagenforschung und ich halte es für sehr wichtig, zuerst die bisher noch viel zu wenig verstandenen Grundlagen und Mechanismen aufzuklären.“