Die Zellen aus der Nabelschnur vermehren

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In der Nabelschnur, die Embryo und Mutter verbindet, gibt es Stammzellen. Ein Forschungsverbund versucht sie zu verveilfältigen.

17.07.2009  - 

Das Blut aus der Nabelschnur eines Säuglings ist vielen Eltern mehrere tausend Euro wert. Das verlangen private  Anbieter, die das Blut einfrieren. Die darin enthaltenen Stammzellen könnten dem Kind im Falle einer Erkrankung vielleicht einmal helfen, so die Hoffnung. Bisher ist allerdings unklar, welches therapeutische Potenzial sie überhaupt haben. Darüber hinaus müssen noch Fragen der Haltbarkeit geklärt werden. Hinzukommt: Höchstens 50 Milliliter Blut stecken in einer Nabelschnur. Zu wenig für eine Therapie. Deshalb untersucht ein Forschungsverbund zunächst einmal, wie man Stammzellen aus der Nabelschnur vervielfachen kann. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit 1,2 Millionen Euro.

Albrecht Müller, Professor am Institut für Medizinische Strahlenkunde und Zellforschung an der Universität Würzburg, ist der Sprecher des Verbunds. Zusammen mit seinen Kollegen geht er der Frage nach, ob sich die Zahl der Stammzellen steigern lässt, wenn man die Verpackung des Erbguts in der Zelle verändert. Der Träger des Erbguts der Zellen - die DNA - liegt nämlich in verschiedenen Verpackungszuständen im Zellkern vor. Eine Veränderung der Verpackung kann dafür sorgen, ob ein Gen ausgeschaltet oder angeschaltet wird.

Mit der Verpackung der Gene in der Zelle beschäftigt sich die Epigenetik. Und das ist auch der Punkt, an dem die Forscher ansetzen wollen: "Wenn wir die molekulare Maschinerie, die die DNA im Kern verpackt, ein wenig bremsen, könnte das möglicherweise die Aktivität von Stammzell-Genen erhöhen, so dass die Anzahl der Stammzellen zunimmt", erklärt Müller. Er und sein Team haben in einem ersten Schritt dazu eine neue Methode entwickelt, mit der der Verpackungsgrad der DNA in Stammzellen aus der Nabelschnur bestimmt werden kann.

Wachstumsfaktoren sollen Stammzellen aktivieren

Andere Forscherteams aus dem Verbund suchen nach alternativen Wegen, die Stammzellen zur Vermehrung zu bringen. Eine Variante dabei: Blutstammzellen kommen im Normalzustand nicht isoliert vor. "Sie sind immer eng verknüpft mit anderen Zellen, die sie nähren und ihre Aktivität kontrollieren", sagt Müller. Im Labor könnte eine besondere Trägersubstanz diese Aufgabe übernehmen, auf deren nano-strukturierter Oberfläche sich die Zellen eifrig vermehren sollen.

Einen ähnlichen Ansatz verfolgt die zweite Variante: Dabei sollen die kontrollierenden Zellen selbst diesen Job im Reagenzglas ausüben. Der dritte Weg setzt auf die Hilfe bestimmter Proteine: Zum Einsatz kommen dabei so genannte Wachstumsfaktoren in neuartigen Kombinationen, die die Stammzellen aktivieren sollen. Die Forschungsarbeiten an den verschiedenen Institutionen unterstützt das BMBF im Rahmen seiner Initiative "Zellbasierte regenerative Medizin" mit insgesamt 1,2 Millionen Euro.

In dem Forschungsverbund mit dem vollständigen Namen "CB-HERMES - eine Abkürzung aus Cord Blood-Hematopoietic Stem Cells: Reliable Methods für ex vivo Expansion" arbeiten Zellbiologen, Genetiker, Blutkrebs-Spezialisten und Transplantationsmediziner aus drei verschiedenen Universitäten zusammen: der Technischen Hochschule Aachen, der Medizinische Hochschule Hannover und der Universität Würzburg. Vorsicht bei veränderten Zellen

Müller hegt große Hoffnungen für den Einsatz von Stammzellen in der Medizin der Zukunft. "Mit Nabelschnurblut können wir gezielt das körpereigene Regenerationspotenzial für therapeutische Ansätze nutzen", sagt er. Im Idealfall könnten Stammzellen einmal Verlorenes wieder wachsen lassen. Immer dann, wenn eine Krankheit mit dem Ausfall von Zell-, Gewebe- oder Organfunktionen verbunden ist.

"In unserem Forschungsverbund konzentrieren wir uns auf Blutstammzellen aus der Nabelschnur", sagt Müller. Blutstammzellen sind der Ausgangspunkt für die gesamte Zellneubildung des Blutes und des Abwehrsystems. Schon heute werden Leukämiepatienten Blutstammzellen aus dem Knochenmark von erwachsenen Spendern verabreicht, wenn ihr blutbildendes System nicht mehr korrekt funktioniert.

Bis zum Einsatz von Stammzellen aus der Nabelschnur beim Menschen sind allerdings noch viele Fragen zu beantworten. Ein wichtiger Aspekt, der dabei auch geklärt sein muss, ist die Frage nach der Sicherheit dieser Methode. "Man darf schließlich nicht einem Patienten Zellen injizieren, bei denen die üblichen Bremsen nicht mehr arbeiten", erklärt Albrecht Müller. Die würden sich sonst ungehindert vermehren und damit gerade die Krankheit verursachen, die sie eigentlich bekämpfen sollten: Leukämie.